劉暢

摘要：ZJ17卷煙機在水松紙輸送過程中，由于原輔材料等生產條件的變化和傳動等方面的原因，會有水松紙在輸送過程中向內外兩側偏移，導致生產出內外排煙支的水松紙包裹不齊，該設備并不具備此種缺陷的檢測剔除，嚴重影響了產品的質量。針對這些情況，經過我長期摸索、分析和研究，設計并安裝了水松紙自動定中裝置，取得了一定的效果，使水松紙的包裝質量進一步穩(wěn)定和提高，減少了不合格品的產生，相應的提升了有效作業(yè)率并降低了成本。

關鍵詞：卷煙機? 水松紙輸送? 可編程控制器? 定中糾偏? 缺陷剔除

一、問題提出

ZJ17卷煙機是引進德國HUANI公司的世界著名卷煙機組，集機、電、氣、液與一體，具有優(yōu)秀的生產率與可靠性。它由VE70供料成型機、SE70卷制成型機、MAX70接裝機三部分組成，設計生產速度7000支/分鐘，整體布局緊湊合理，維護方便，自動化程度高，但是在水松紙輸送過程中，由于原輔材料等生產條件的變化和傳動等方面的原因，會有水松紙在輸送過程中向內外兩側偏移，導致生產出內外排煙支的水松紙包裹不齊，但是該設備并不具備此種缺陷的檢測剔除，嚴重影響了產品的質量。

1.1水松紙供給原理

水松紙供給由紙盤支架、自動接紙器、供紙輥、上膠裝置、切紙輪與切刀等組成。紙盤支架用來支撐水松紙盤，有兩個紙盤支撐位置，在紙盤支架上完成新舊盤紙的轉換，紙盤之架上裝有轉換裝置、自動加緊裝置、張緊與制動裝置。水松紙在自動接紙器上實現新舊水松紙的自動拼接，檢測水松紙有無拼接段，并將水松紙上膠面刮毛且使之預先卷曲。供紙輥的作用是將水松紙從紙盤支架中拉出并以一定速度運行。上膠裝置的作用是將水松紙沿機器中線對正，并給水松紙表面涂上均勻適量的乳膠。水松紙通過膠后加熱器對其進行加熱，加速膠水干燥。最后進入切割輪在水松紙切刀的作用下將水松紙連續(xù)的切割成一張張的紙片，分開一段距離后，將紙片一一對應的粘在一根雙長煙上。

1.2故障分析

由于水松紙供給過程中只有對水松紙拼接頭以及斷裂進行了檢測，而這些檢測采用的光電式檢測傳感器均安裝在水松紙的中線部位，檢測聚光點在水松紙的中間，當水松紙發(fā)生內外偏移時，檢測裝置依然能夠檢測到水松紙，進而不會觸發(fā)報警程序使缺陷煙支剔除或使設備停機。雖然水松紙在傳送過程中向內排或外排偏移的距離不多，但是由于煙支與切割位置相對于水松紙是固定的，在包裹到煙支表面以后，內外排水松紙的差距將是水松紙偏移量的兩倍，因為水松紙起到連接煙支與濾嘴的作用，所以嚴重時將導致濾嘴這貼不牢從而脫落。

二、設計方案及原理

為了能對水松紙偏移質量缺陷進行有效檢測，選用光纖傳感器作為檢測元件對水松紙紙邊進行檢測，光纖傳感器具有高靈敏度、高精度、智能化、可實現非接觸測量、適應各種惡劣環(huán)境下使用和使用簡便等等一些優(yōu)點。檢測裝置包括內側偏移光纖傳感器S1、外側偏移光纖傳感器S2、內側偏轉接近開關S3、外側偏轉接近開關S4、機器同步信號傳感器S5、控制電路以及聲光報警裝置。

2.1裝置的組成

1、內外偏移傳感器，在上膠裝置與膠后加熱器之間安裝兩個光纖傳感器S1，S2的固定支架，對通過導向輪支架進入膠后加熱器的水松紙內側邊沿進行檢測，之后水松紙通過最后一個導向輥進入膠后加熱器，并在吸風的作用下吸附在切割輪上。兩根光纖通過支架交錯固定在水松紙的內側上方位置，在兩個光纖頭部加裝一組透鏡，使通過透鏡的紅色光束聚集到水松紙上，通過調整透鏡在光纖上的安裝距離調整聚焦光點的直徑，使兩個光點間距小于1毫米，安裝位置確定后，使內側光纖傳感器S1照射在水松紙內沿之外，外側光纖傳感器S2照射在水松紙內側邊沿，如果水松向內側偏移大于0.5毫米，則內側光纖傳感器將檢測到水松紙，依此判定水松紙向內偏移，如果水松向外側偏移大于0.5毫米，則外側光纖傳感器將檢外不到水松紙，依此判定水松紙向內偏移。

2、糾偏步進電機，利用機器運行高速使能繼電器使能信號為檢測提供使能信號，當機器高速運行后，內外側偏移傳感器開始工作，當檢測到水松紙偏移時，通過控制電路對步進電機驅動器進行控制，分別使步進電機正轉與反轉，步進電機通過聯(lián)軸器與導向輪連接帶動一根絲杠與絲套控制導向輪的偏轉，從而使水松紙向相反方向移動，直到內側偏移傳感器檢測不到水松紙，外側偏移傳感器檢測到水松紙邊沿。

3、導向輪偏轉極限位置檢測，在導向輪安裝接近開關S3、S4，用于檢測導向輪的偏轉的極限位置，防止在步進電機的驅動下導向輪偏轉過多，對機械造成損壞，兩個接近開關S3、S4在設備運行正常時都不應檢測到導向輪的極限位置，當導向輪長時間向一側偏轉時，其中一個接近開關會檢測到導向輪的極限位置，輸出信號到控制電路，由控制電路向卷煙機發(fā)出故障信號，控制卷煙機停機并發(fā)出聲光報警。

4、缺陷產品的剔除，當出現水松紙偏移時，為使生產出的缺陷煙支剔除，安裝機器同步脈沖傳感器S5在MAX70接裝機定時盤取機器同步運行信號，定時盤每旋轉一周產生一個脈沖信號，機器相對應的生產出一根雙長煙，同步運行信號輸送至控制器中，產生移位信號，確保缺陷產品的準確剔除。

2.2 控制原理

當設備啟動后，機器高速使能繼電器吸合，其常開觸點閉合，此時將24V直流電路接入控制電路使能端。得到使能信號后，水松紙偏移檢測開始工作，始終檢測水松紙內側邊沿，當水松紙向內側偏移超過0.5毫米，內側光纖傳感器檢測到水松紙，當水松紙向外側偏移超過0.5毫米時，外側光纖傳感器檢測不到水松紙，此時控制器與機器同步運行信號配合，移位寄存器通過移位指令和字節(jié)存儲器實現移位。當水松紙偏移時，在移位寄存器的初始位內置“1”，機器同步信號作為移位脈沖每個都會使“1”向前移動一位。并且此時控制器輸出信號使步進電機控制器使能，控制步進電機轉動直到水松紙回到正確位置。在此期間由于字節(jié)存儲器地址內始終置“1”，直到兩個光纖傳感器都能檢測到水松紙時，移位寄存器地址因沒有輸入信號開始置“0”，之前所有置“1”的位都由移位信號移動設定位數，這時煙支應達到雙長煙剔除工位，控制電路輸出信號激活卷煙機Y4剔除閥將有水松紙偏移缺陷的雙長煙剔除（如圖3）。

當有一側水松紙檢測不到時，控制電路內開始進行倒計時，延時10秒后輸出信號使繼電器吸合，斷開水松紙斷檢測輸入線路，使MAX70接裝機發(fā)出停機信號，并在工控機上顯示水松紙斷紅色信息，避免未及時調整造成的原輔材料消耗。

當步進電機長時間向一側轉動時，其帶動的導向輪向一側偏轉達到極限位置后，控制電路同樣使繼電器吸合，斷開水松紙斷檢測輸入線路，使MAX70接裝機發(fā)出停機信號，并在工控機上顯示水松紙斷紅色信息，只有人工將導向輪調整回正常位置后，才會使卷煙機能再次啟動，避免機械結構損壞。

三、使用效果

ZJ17卷煙機水松紙糾偏裝置經安裝后，可自動完成水松紙的偏移糾正，在卷煙機不停機的情況下準確剔除水松紙偏移缺陷煙支，該裝置結構簡單實用，具有以下優(yōu)點：實施成本低，安裝簡單，程序調整方便，與卷煙機運行程序互補且不相互影響，不用改動卷煙機機構，不影響設備外觀，剔除準確可靠，能有效防止缺陷煙支流入下道工序，并且減少了原輔材料的消耗，減輕了操作人員的勞動強度。