YB55小盒透明紙包裝機(jī)補(bǔ)包裝置檢測(cè)功能的改進(jìn)

石信語(yǔ)

（廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司湛江卷煙廠，湛江 524033）

YB55型小盒透明紙包裝機(jī)是ZB25/ZB45型包裝機(jī)組重要的組成部分，主要功能是對(duì)商標(biāo)紙包裹成型的煙包進(jìn)行透明紙包裝，并能對(duì)各關(guān)鍵工位的煙包進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，在剔除位集中剔除不合格煙包。剔除后的煙包模盒需補(bǔ)包裝置及時(shí)補(bǔ)充煙包，才能保證每條煙的完整[1]。為避免傳統(tǒng)補(bǔ)包裝置煙庫(kù)底部煙包與運(yùn)動(dòng)中的模盒和煙包接觸摩擦所造成的質(zhì)量問(wèn)題，目前湛江卷煙廠使用一種非接觸式防磨補(bǔ)包裝置，它是利用兩氣缸相互緊壓夾緊與提升，使煙庫(kù)底部煙包不產(chǎn)生接觸摩擦。而在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)，防磨補(bǔ)包裝置的缺包光電檢測(cè)在煙塵遮擋的情況下，會(huì)出現(xiàn)煙包剔除后補(bǔ)包裝置不動(dòng)作的現(xiàn)象，使得堆疊缺包的產(chǎn)品流入下一工序，造成了嚴(yán)重的產(chǎn)品質(zhì)量隱患?；诖?，本文提出了YB55型小盒透明紙包裝機(jī)補(bǔ)包裝置檢測(cè)功能的改進(jìn)方案，以確保設(shè)備的正常運(yùn)行與產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。

1 工作原理及問(wèn)題分析

防磨補(bǔ)包裝置由電氣、氣動(dòng)和機(jī)械機(jī)構(gòu)等部分組成，在煙庫(kù)底部?jī)啥烁髟O(shè)有一個(gè)氣缸，利用壓縮空氣氣動(dòng)技術(shù)夾緊煙包兩長(zhǎng)邊并提升煙包，使得煙庫(kù)底部煙包與運(yùn)作中的煙包輸出轉(zhuǎn)盤保持一定的距離，避免了煙包摩擦造成的質(zhì)量隱患。當(dāng)YB55小盒透明紙包裝機(jī)檢測(cè)到不合格的煙包時(shí)，電控系統(tǒng)對(duì)煙包進(jìn)行不合格信號(hào)標(biāo)記，并隨著機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)到煙包輸出轉(zhuǎn)盤Ⅲ工位時(shí)，即煙包剔除位，通過(guò)固態(tài)繼電器V812控制電磁鐵3Y730動(dòng)作，瞬間拉動(dòng)剔除桿，使煙包輸出轉(zhuǎn)盤模盒內(nèi)不合格煙包自然掉落至廢品收集桶內(nèi)[2-3]。與此同時(shí)，剔除位上方的光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到模盒內(nèi)煙包缺失，并把缺包信號(hào)傳遞給防磨補(bǔ)包裝置的PLC，PLC在同步信號(hào)的上升沿來(lái)到前將此缺包信號(hào)鎖存并位移，當(dāng)缺包的輸出轉(zhuǎn)盤模盒運(yùn)行到Ⅳ工位，即補(bǔ)充煙庫(kù)正下方時(shí)，PLC控制電磁閥動(dòng)作，壓縮空氣同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩氣缸立即松開(kāi)，煙庫(kù)內(nèi)煙包下落補(bǔ)充到空模盒中。補(bǔ)包動(dòng)作到位后，PLC電磁閥高電平信號(hào)結(jié)束，兩氣缸恢復(fù)相互緊壓夾緊與提升狀態(tài)，一個(gè)周期的補(bǔ)包動(dòng)作結(jié)束。

而在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，偶爾出現(xiàn)煙包剔除后，在煙包補(bǔ)充位置，兩夾緊氣缸不動(dòng)作的情況，模盒內(nèi)缺失的煙包沒(méi)有得到補(bǔ)充，使得堆疊缺包的產(chǎn)品流入下一工序，造成了嚴(yán)重的產(chǎn)品質(zhì)量隱患。經(jīng)過(guò)詳細(xì)檢查和查閱圖紙發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)包裝置PLC和電磁閥等元件均正常，僅有剔除位上方的光電開(kāi)關(guān)被粉塵遮擋，使得煙包剔除后光電開(kāi)關(guān)沒(méi)有檢測(cè)到模盒已空，而光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)結(jié)果是補(bǔ)包裝置動(dòng)作的關(guān)鍵，PLC沒(méi)有獲取到光電開(kāi)關(guān)的缺包信號(hào)，導(dǎo)致堆疊缺包的發(fā)生。光電開(kāi)關(guān)在日常的使用中，常出現(xiàn)老化衰減、靈敏度漂移和煙塵遮擋等問(wèn)題，一旦光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)失效，補(bǔ)包裝置就會(huì)停止工作，為此，需要對(duì)補(bǔ)包裝置的檢測(cè)功能進(jìn)行改進(jìn)。

2 改進(jìn)方案

2.1 缺包信號(hào)選擇

為克服補(bǔ)包裝置的光電檢測(cè)偶爾失效造成的產(chǎn)品質(zhì)量隱患，補(bǔ)包裝置需一個(gè)穩(wěn)定可靠的缺包信號(hào)來(lái)源。信號(hào)來(lái)源改進(jìn)主要有以下幾個(gè)方向。一是光電開(kāi)關(guān)改為常用機(jī)械接觸式開(kāi)關(guān)或非接觸感應(yīng)類開(kāi)關(guān)，這兩種類型都能檢測(cè)到模盒缺包，但機(jī)械接觸式開(kāi)關(guān)與煙包有摩擦、機(jī)械觸點(diǎn)，難以滿足長(zhǎng)時(shí)間高頻率運(yùn)行，而非接觸感應(yīng)類開(kāi)關(guān)與光電開(kāi)關(guān)類似，易于受煙塵影響，有靈敏度漂移等問(wèn)題。二是增加一個(gè)檢測(cè)，形成雙檢測(cè)。因煙包剔除位和補(bǔ)充煙庫(kù)在煙包輸出轉(zhuǎn)盤相鄰工位，故增加的檢測(cè)也僅能安裝于光電開(kāi)關(guān)的同一工位，且檢測(cè)器的增加可能導(dǎo)致補(bǔ)包裝置誤動(dòng)概率的提高。三是利用YB55小盒透明紙包裝機(jī)上的剔除信號(hào)，與光電開(kāi)關(guān)配合使用，邏輯上形成“或”門關(guān)系，相比之下，設(shè)備的剔除信號(hào)穩(wěn)定而又準(zhǔn)確，是較好的選擇。

ZB25/ZB45型包裝機(jī)組采用意大利MICRO Ⅱ電控系統(tǒng)、INTEL 32位微處理器和較為封閉的G.D語(yǔ)言進(jìn)行編程，用戶一般不能直接獲取電控系統(tǒng)程序中的剔除信號(hào)[4-5]。而YB55透明紙包裝機(jī)在剔除不合格煙包時(shí)，電控系統(tǒng)通過(guò)N13數(shù)字板第14位輸出剔除信號(hào)給固態(tài)繼電器V812，V812輸出端閉合，電磁鐵3Y730得電動(dòng)作瞬間拉動(dòng)剔除桿剔除不合格煙包，故可以利用剔除電磁鐵3Y730的工作電源來(lái)獲得剔除信號(hào)。

2.2 補(bǔ)包裝置檢測(cè)電路改造

補(bǔ)包裝置采用西門子S7-200系列PLC控制器，光電開(kāi)關(guān)的檢測(cè)信號(hào)連接到PLC的數(shù)字輸入端。當(dāng)剔除位光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到模盒煙包存在時(shí)，光電開(kāi)關(guān)反饋24V高電平給PLC，反之電磁鐵得電剔除時(shí)，煙包自然下落，光電開(kāi)關(guān)前無(wú)遮擋，PLC監(jiān)測(cè)到此時(shí)無(wú)24V高電平反饋并在下一工位進(jìn)行補(bǔ)包動(dòng)作。為此，當(dāng)電磁鐵有剔除動(dòng)作時(shí)，如能同時(shí)斷開(kāi)同一工位上方的光電開(kāi)關(guān)反饋回路，即相當(dāng)于把YB55透明紙包裝機(jī)的剔除信號(hào)傳遞給補(bǔ)包裝置PLC。

結(jié)合補(bǔ)包裝置的控制電路，可在光電開(kāi)關(guān)反饋回路上串聯(lián)繼電器的常閉觸點(diǎn)，而繼電器的線圈控制端并聯(lián)在電磁鐵3Y730接線端，選取與電磁鐵同樣電壓的24V交流繼電器。補(bǔ)包裝置檢測(cè)功能改進(jìn)原理如圖1所示。

圖1 補(bǔ)包裝置檢測(cè)功能改進(jìn)原理圖

改進(jìn)后點(diǎn)補(bǔ)包裝置檢測(cè)功能更加全面穩(wěn)定，且兩剔除信號(hào)邏輯上組成“或”門關(guān)系。當(dāng)透明紙包裝機(jī)檢測(cè)到不合格煙包需要剔除時(shí)，在煙包剔除位電磁鐵得電動(dòng)作，與此同時(shí)加裝的繼電器動(dòng)作，斷開(kāi)光電開(kāi)關(guān)反饋回路，PLC缺包信號(hào)輸入點(diǎn)此時(shí)無(wú)24V輸入，在下一工位進(jìn)行補(bǔ)包動(dòng)作。此外，光電開(kāi)關(guān)還能檢測(cè)到非設(shè)備剔除情況下的人為取出煙包導(dǎo)致的模盒缺包，有效避免了多種情況下堆疊缺包質(zhì)量事故的產(chǎn)生。

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)補(bǔ)包裝置檢測(cè)功能進(jìn)行改進(jìn)后，利用包裝設(shè)備穩(wěn)定準(zhǔn)確的剔除信號(hào)，與光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)信號(hào)互為補(bǔ)充，可有效降低煙包堆疊缺包質(zhì)量事故的發(fā)生，提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

[1]胡廣闊.YB55型紙包裝機(jī)不合格煙包剔除方式改進(jìn)[J].設(shè)備管理與維修，2016，（2）：41-42.

[2]孫志強(qiáng)，賈會(huì)志.ZB45/ZB25型包裝設(shè)備電氣維修[M].鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，2014.

[3]戚金周，張坤.YB55型包裝機(jī)提升疊包裝置改進(jìn)[J].設(shè)備管理與維修，2017，（10）：83-84.

[4]朱立軍.ZB25/ZB45包裝機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，（2）：10-12.

[5]邵鶴.ZB45包裝機(jī)MICRO-Ⅱ系統(tǒng)[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2014，（4）：1-2.