淺析GDX1/X2包裝機(jī)條盒噴膠系統(tǒng)改造

雷霆

【摘 要】本文介紹了GDX1/GDX2包裝機(jī)組原純械式條盒噴膠系統(tǒng)的缺點(diǎn)，闡述了電氣同步凸輪控制機(jī)電噴膠系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路、工作原理及優(yōu)點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】GDX1/GDX2包裝機(jī)；純機(jī)械式條盒噴膠系統(tǒng)；電氣同步凸輪控制機(jī)電噴膠系統(tǒng)

0.前言

海南紅塔卷煙有限責(zé)任公司使用的意大利GD公司生產(chǎn)GDX1/X2包裝機(jī)，絕大部分是九十年代引進(jìn)的，其條盒上膠裝置，采用供膠盤和刷膠輪機(jī)械同步刷膠方式，通過CT條包機(jī)條盒傳送部份的一組齒輪帶動(dòng)膠輥傳動(dòng)，涂膠塊從膠輥上汲取乳膠，涂膠塊通過齒輪傳動(dòng)把膠涂在條盒上。這種上膠方式雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但存在以下幾個(gè)方面的問題：

（1）在生產(chǎn)過程中由于涂膠塊表面很容易堆積乳膠，把大量的乳膠帶到條盒上，膠量無法控制產(chǎn)生流膠，因此，造成膠點(diǎn)位置和上膠質(zhì)量難于保證，既浪費(fèi)乳膠又影響條盒外觀質(zhì)量。

（2）這種上膠方式，乳膠消耗量大。由于儲(chǔ)膠盤不是密封的，乳膠暴露在空氣中，表面容易干結(jié)產(chǎn)生膠皮，必須人工清除，造成乳膠的浪費(fèi)。

（3）上膠系統(tǒng)需要經(jīng)常更換膠輥、軸、軸承座、涂膠塊、齒輪等零件。

（4）膠輥和儲(chǔ)膠盤每天夜班需要專門的人員進(jìn)行清洗，加大操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，儲(chǔ)膠盤中剩余的乳膠被沖洗掉，造成乳膠浪費(fèi)并污染環(huán)境。

（5）因檢驗(yàn)、返工等原因拆開的條盒紙容易損壞，無法再利用，造成輔料損耗增加。

針對(duì)以上存在的問題，我公司技術(shù)人員決定對(duì)GDX1/X2包裝機(jī)的條盒上膠系統(tǒng)進(jìn)行改造。從我們了解和掌握國(guó)外條盒上膠系統(tǒng)的發(fā)展情況來看，意大利GD公司已經(jīng)開發(fā)出用于GDX2000 4350條包機(jī)上的新上膠器。英國(guó)專門生產(chǎn)各種噴膠器的“KAYMICH”公司已有用于GD4350條盒噴膠系統(tǒng)，經(jīng)過咨詢每套需要70多萬人民幣。由于價(jià)格太高，我們決定自主聯(lián)合開發(fā)、研制一套國(guó)產(chǎn)的可編程凸輪控制噴膠系統(tǒng)條盒噴膠系統(tǒng)。

我公司機(jī)械、電氣工程技術(shù)人員在參照GDX2000包裝機(jī)條盒噴膠相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，提出一套設(shè)計(jì)方案。 GDX1/X2包裝機(jī)條盒噴膠系統(tǒng)由機(jī)械總成和電氣總成兩部分構(gòu)成。（見圖一和圖二）機(jī)械總成包括供膠供氣（膠桶、供膠供氣管路、調(diào)壓裝置及重量控制裝置）組件、支架（電器安裝支架、噴膠筆安裝支架等）組件、噴膠筆組件及條盒供紙部分；電氣總成包括噴膠控制器、傳感器（接近開關(guān)、光電開關(guān)、編碼器）、電纜接插件、分線盒。

其中噴膠的工作部份：由七支上膠膠筆（圖一03）和膠筆固定調(diào)整裝置（圖二03）、固定支座，以及和包裝機(jī)相連的支承架等機(jī)械部份；供膠部份（圖一02）：由儲(chǔ)膠桶、壓縮空氣供給及減壓閥、節(jié)流閥、乳膠過濾器、安全閥和連接膠管等組成；條盒輸送部份（圖二02）：這部份主要更換原來的條盒輸送輥和導(dǎo)紙塊；膠桶膠量的檢測(cè)和控制：由膠桶支承座、直線支承座、壓縮彈簧等組成。

圖一

圖二

電氣控制部份（圖一01）：由三菱FX2N系列PLC、膠筆驅(qū)動(dòng)電磁鐵、軸編碼器、條盒檢測(cè)和安全報(bào)警裝置等組成；（見圖三）

圖三

噴膠系統(tǒng)采用了一個(gè)絕對(duì)值式編碼器。它安裝在包裝機(jī)松卷?xiàng)l盒紙的齒輪軸上，并且隨著同步轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)包裝機(jī)每下一張條盒，通過光電檢測(cè)器檢測(cè)條盒的存在。這個(gè)編碼器就產(chǎn)生720個(gè)電子脈沖。（也既是把每下一張條盒的行程分成720段、360°）這些電子脈沖被送到噴膠微電子控制器中，經(jīng)過相應(yīng)的處理，產(chǎn)生出對(duì)應(yīng)位置的編碼信號(hào)。這樣，根據(jù)實(shí)際需要，編制好相應(yīng)膠點(diǎn)的位置參數(shù)和電磁閥動(dòng)作時(shí)間。在包裝機(jī)運(yùn)行過程中，當(dāng)達(dá)到這個(gè)參數(shù)所指位置時(shí)，控制器就輸出信號(hào)，驅(qū)動(dòng)膠筆電磁閥動(dòng)作，控制7個(gè)膠筆在條盒長(zhǎng)邊和兩側(cè)邊的11個(gè)位置進(jìn)行噴膠，不同的膠筆在不同的位置上就完成涂膠工作。（膠筆的工作原理和我們平時(shí)所用的圓珠筆一樣）。

現(xiàn)在我們已經(jīng)在進(jìn)口的GDX1/GDX2 已經(jīng)全部改造，經(jīng)過一年多的跟蹤使用和記錄，該噴膠系統(tǒng)完全可以替代原裝置，且上膠質(zhì)量、效果好于原系統(tǒng)。與原系統(tǒng)相比優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）保證條盒上膠質(zhì)量。因?yàn)樯夏z的動(dòng)作是通過電氣控制的，避免了因零件磨損帶來的上膠不均勻，乳膠外溢等問題。另外上膠的位置及膠線長(zhǎng)短，可以通過微電子控制器精確調(diào)整，從而保證條盒上膠質(zhì)量。

（2）原機(jī)的涂膠系統(tǒng)不是密封的，膠盤內(nèi)膠水的多少是通過一電容式接近開關(guān)進(jìn)行控制，當(dāng)接近開關(guān)接收到無膠信號(hào)時(shí)，就會(huì)接通電磁閥進(jìn)行加膠。而由于膠盤不密封，膠盤的最上層容易結(jié)一層干膠，而它不會(huì)因膠輪的滾動(dòng)脫離接近開關(guān)的工作范圍，使接近開關(guān)一直錯(cuò)誤認(rèn)為膠是滿的，不加膠，結(jié)果導(dǎo)致條盒上涂不上膠，從而造成質(zhì)量問題。而現(xiàn)在我們的噴膠系統(tǒng)膠桶為全密封的，就不會(huì)有干膠出現(xiàn)，在膠桶空時(shí)系統(tǒng)會(huì)停機(jī)提示加膠。

（3）降低乳膠的消耗。Ⅰ）由于上膠位置和膠線長(zhǎng)短可通過微電子控制器進(jìn)行調(diào)整，條盒上膠量得到精確控制；Ⅱ）該系統(tǒng)乳膠在整個(gè)工作過程中，始終處于密封狀態(tài)，避免因乳膠表面水份蒸發(fā)造成的膠皮和干膠；Ⅲ）由于該噴膠器在平常生產(chǎn)時(shí)，不需要清洗，每年只需停產(chǎn)檢修時(shí)進(jìn)行清洗，這樣避免因清洗膠輥、膠盤造成的乳膠損失。

（4）系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)合理可靠，使用的控制器、編碼器、減壓閥、安全閥等電氣元件安裝合理，從使用到現(xiàn)在來看，整套系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠。

（5）維修、保養(yǎng)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便。條盒上膠的位置設(shè)置方便，通過在液晶觸摸屏上的中文界面菜單中，按設(shè)置鍵就進(jìn)入了參數(shù)菜單。調(diào)整微電子控制器中的參數(shù)即可。膠量的大小可以通過調(diào)整膠桶壓力大小和調(diào)整電磁鐵的行程來實(shí)現(xiàn)。

（6）減少操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度和節(jié)省夜班清洗膠缸及膠輥的人員。因該噴膠系統(tǒng)不容易帶膠，條盒通道很少，不需要操作工清潔。夜班收尾后，不需要專門人員對(duì)膠盤及膠輥進(jìn)行清潔。還避免了因清潔對(duì)環(huán)境造成的污染。

（7）因檢驗(yàn)等原因拆開的條盒紙可重復(fù)再利用，降低輔料消耗。

（8）另外，在高速生產(chǎn)的過程中，該微電子控制噴膠系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障自動(dòng)檢測(cè)和報(bào)警，并與原包裝機(jī)控制系統(tǒng)連鎖。除了滿足原裝置的全部功能之外，針對(duì)使用中的不便增加了新功能，例如按設(shè)備運(yùn)行速度自動(dòng)進(jìn)行噴膠角度補(bǔ)償（提前量）、噴膠電磁鐵斷線檢測(cè)、短路保護(hù)及連鎖停機(jī)、條盒相位自動(dòng)糾偏等功能。通過設(shè)備接口，可以和個(gè)人計(jì)算機(jī)通信，極大地方便了設(shè)備的維修和設(shè)備的使用記錄。

（9）從節(jié)約用膠量角度考慮，新型條盒噴膠系統(tǒng)比原來的涂抹上膠方式可節(jié)約用膠2/3左右。改造后我們做過跟班記錄，節(jié)約效果有目共睹。

綜上所述，該套噴膠系統(tǒng)效果優(yōu)于原系統(tǒng)，并可提高設(shè)備效率，降低消耗和生產(chǎn)成本，減少人力、物力的投入，可完全替代原上膠系統(tǒng)，有較高的推廣使用價(jià)值。

包裝機(jī)條盒噴膠系統(tǒng)可適用于美式、歐式條盒紙，并可根據(jù)用戶要求增減噴膠點(diǎn)數(shù)量及膠點(diǎn)大小。

不足之處：

（1）電磁閥工作過程中運(yùn)動(dòng)頻率較高，工作一段時(shí)間后回位彈簧容易疲勞且容易斷線。

（2）噴膠器工作過程中噴膠點(diǎn)跑位和噴膠量發(fā)生變化導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量缺陷時(shí)，不能自動(dòng)檢測(cè)，只能靠操作工人不定時(shí)抽檢來發(fā)現(xiàn)。下一步打算：

針對(duì)改造后的噴膠系統(tǒng)存在的不足之處，電氣技術(shù)人員正在研究對(duì)策，對(duì)容易出現(xiàn)斷線的地方已經(jīng)從安裝工藝上進(jìn)行改進(jìn)，噴膠點(diǎn)位置有噴膠量的不容易發(fā)現(xiàn)的問題，準(zhǔn)備加裝一CCD成像檢測(cè)并優(yōu)化PLC控制程序和上位監(jiān)視程序，我們相信經(jīng)過上述完善，改造后的條盒系統(tǒng)能更好的為生產(chǎn)服務(wù)，真正達(dá)到省時(shí)、省力、節(jié)能、降耗的作用。