YB25軟盒包裝機(jī)質(zhì)量隱患點綜述

李乾，柴雷，涂科靜，錢躍東，歐陽哲

（紅云紅河集團(tuán) 會澤卷煙廠，云南 曲靖 654200）

0 引言

ZB25型軟盒包裝機(jī)組是中國煙草總公司從意大利G.D公司引進(jìn)全套圖樣及制造技術(shù)，經(jīng)消化吸收研制成功并在中國各煙廠推廣使用的中速軟盒包裝設(shè)備，包括YB25型軟盒包裝機(jī)、YB55小盒透明紙包裝機(jī)、YB65條盒包裝機(jī)、YB95條盒透明紙包裝機(jī)，它集機(jī)、電、氣于一體，對整個自動化生產(chǎn)過程的原材料供給、產(chǎn)品包裝質(zhì)量、設(shè)備運行狀態(tài)進(jìn)行檢測、監(jiān)控和處理[1]，額定生產(chǎn)能力為40條/min，大量采用色標(biāo)傳感器、光電開關(guān)、接近開關(guān)、連鎖開關(guān)，無法確保卷煙產(chǎn)品質(zhì)量，依舊產(chǎn)生質(zhì)量追溯和市場投訴，導(dǎo)致設(shè)備效率指標(biāo)、機(jī)組物耗指標(biāo)、質(zhì)量風(fēng)險水平與企業(yè)“優(yōu)質(zhì)、高效、低耗”的目標(biāo)存在一定的差距。

1 YB25型軟盒包裝機(jī)質(zhì)量隱患點

1.1 一號輪易損件

一號輪完成煙支組的定型和傳送，經(jīng)檢驗合格的20支煙由模盒輸送到一號輪前面停頓時，由第二推進(jìn)器把煙支組推向一號輪內(nèi)。夾緊爪將煙組定位，一號輪逆時針旋轉(zhuǎn)180°，然后一號輪推桿將煙組與到位的內(nèi)襯紙推向二號輪，開始進(jìn)行內(nèi)襯紙包裝。在設(shè)備實際運行過程中，第二推煙器上的推煙塊、一號輪兩側(cè)的隨動塊、一號輪夾持臂上的鉤子容易受不規(guī)則煙支組的擠壓而變形和損壞，一號輪夾持臂的控制凸輪及軸承由于夾緊爪頻繁進(jìn)行夾緊與松開動作，容易磨損、損壞。此時可能引起煙支皺褶、刮破，鋁箔紙與煙支組被一號輪推桿推入二號輪過程中，鋁箔紙發(fā)生錯位，再經(jīng)過二號、三號輪折疊后產(chǎn)生漏煙支缺陷煙包。目前徐友良、鄭以龍[2]在不改變一號輪的結(jié)構(gòu)與撥桿的實際尺寸前提下，將一號輪襯套改為滾針軸承，減少撥軸磨損速度，確保夾緊爪正確張合。改進(jìn)后一號輪夾緊爪故障頻次明顯降低，縮短修理人員維修時間，節(jié)約襯套備件費用，保證煙支外觀質(zhì)量穩(wěn)定性。但是當(dāng)煙庫下煙通道某煙槽內(nèi)煙支被第一推送器推送不到位或者夾雜變形煙支，會觸發(fā)煙支輸送通道彈性塊檢測器2S258停機(jī)報警程序，邏輯上在X位置上剔除相應(yīng)模盒中的煙支和后一模盒中的煙支，如果本該被剔除煙支組的模盒未被剔除干凈，會在X位置剔除后的模盒利用空模盒檢測2B222進(jìn)行檢測，確保無殘存的煙支被第二推送器在推送到一號輪過程中，發(fā)生推送器、一號輪、模盒、過橋之間發(fā)生運動干涉，導(dǎo)致一號輪位置變形或者推送器上的推煙塊彎曲變形。正確的操作規(guī)則為：取出阻礙檢測塊復(fù)位初始狀態(tài)的變形煙支，手動盤車觀察模盒內(nèi)的煙支是否被完全剔除干凈，及時對煙支組剔除桿收縮帶回的殘余煙支進(jìn)行清理，直到模盒內(nèi)整齊排列20支煙支組，才能進(jìn)行高速運行。在機(jī)組評優(yōu)指標(biāo)中，產(chǎn)量占到30%，操作人員會用鑷子強(qiáng)行將檢測塊復(fù)位，然后復(fù)位設(shè)備進(jìn)行運行，此時殘留的煙支可能引發(fā)鋁箔紙堵塞、一號輪動作不精準(zhǔn)、推煙塊彎曲變形，甚至嚴(yán)重變形的煙支夾雜在煙支組內(nèi)，進(jìn)行正常的鋁箔紙、商標(biāo)紙、封簽折疊包裝，直到被五輪出口通道兩側(cè)安裝的渦電流傳感器檢測鋁箔紙平整度異常被剔除，才能及時發(fā)現(xiàn)這種小概率缺陷煙包。

目前會澤卷煙廠修理人員提出用漫反射空模盒檢測器更換對射光纖傳感器，在被剔除的模盒運動相位內(nèi)檢測模盒是否有殘留的煙支，并在煙支被點燃端接收傳感器上方安裝一個壓縮空氣噴頭，減少檢測探頭表面被煙沫、碎紙屑所附著，減少檢測誤報引起的停機(jī)頻次，在理論上將極大提高空模盒檢測的識別率。

1.2 鋁箔紙折疊不良問題

1）鋁箔紙接頭影響。由于鋁箔紙第三方工藝制造問題，鋁箔紙卷內(nèi)帶有接頭，該接頭與透明紙卷黑色或者藍(lán)色接頭不同，它是夾雜在兩層鋁箔紙之間的黑色膠布，對厚度變化不是太明顯，一般不能直接觀察出該接頭是否被展開，大多數(shù)情況不影響設(shè)備運行，能直接進(jìn)行包裝工序，消費者拿到該煙包也不能發(fā)現(xiàn)異樣。但是當(dāng)鋁箔紙接頭正好處于鋁箔紙切刀切割范圍，由于無法切斷黑色膠布，會導(dǎo)致鋁箔紙下料堵塞，需要操作人員重新引導(dǎo)鋁箔紙穿過各個引導(dǎo)輥進(jìn)入刻痕、切割組件內(nèi)，最繁瑣的情況：包裝機(jī)OPC停機(jī)報警“無鋁紙”，此時鋁箔紙縮為一團(tuán)裹包煙支組在三號輪快到四號輪入口處模盒內(nèi)，部分煙支組無鋁箔紙包裹在模盒內(nèi)，破碎的鋁箔紙片夾雜在二號輪、三號輪入口處，需要操作人員清理通道內(nèi)煙支組和鋁箔紙片，此時在鋁箔紙供給系統(tǒng)壓緊加速輪通道內(nèi)有鋁箔紙屑，導(dǎo)致鋁箔紙下紙歪斜，無法對煙支組進(jìn)行正確位置的包裹，由于該通道空隙比較小，無法精確觀察位置，需要多次用壓縮空氣吹，然后才能復(fù)位運行，有時候需要拆開加速輪組件清理紙屑，再安裝調(diào)試位置，處理時間需要8～25 min。因此需要對接頭進(jìn)行檢測，盡量避免包裝機(jī)長時間停機(jī)等待處理時間，一般基于光電檢測技術(shù)對鋁箔紙接頭識別率不高，色標(biāo)傳感器對鋁箔紙接頭無任何效果。目前王國峰等[3]提出利用U型槽結(jié)構(gòu)上下的超聲波傳感器，根據(jù)信號強(qiáng)度與幅度的變化判斷出鋁箔紙的厚度，進(jìn)而檢測鋁箔紙接頭，并調(diào)用鋁箔紙耗盡信號，提示操作人員進(jìn)行換紙操作，并將帶有接頭的鋁箔紙裁切掉。

2）其他位置不正常。當(dāng)四號輪入口活動壓板到位檢測失靈，壓板距離標(biāo)準(zhǔn)位置有空隙時，或者封簽折疊通道上方的上蓋板未壓合到位，會產(chǎn)生間歇的鋁箔紙折疊不良的煙包，由于不是連續(xù)的，無法觸發(fā)小包外觀質(zhì)量檢測系統(tǒng)停機(jī)程序，提示操作人員進(jìn)行機(jī)構(gòu)調(diào)整，因此需要大面積進(jìn)行翻箱，人工檢驗確認(rèn)端面鋁箔紙折疊不良的煙包。

圖1 不合格煙組剔除裝置圖

目前卷包車間提出在煙包干燥通道內(nèi)靠近煙包頂部一側(cè)軌道安裝一個工業(yè)相機(jī)，利用視覺檢測技術(shù)及時發(fā)現(xiàn)封簽歪斜、封簽長短、檢測口異物堵塞等，避免小包外觀質(zhì)量檢測漏檢[4]。目前車間是單獨安裝蓋板到位檢測以及更換四輪活動蓋板的微動開關(guān)，對操作人員進(jìn)行防差錯檢測。

1.3 干燥輸送通道“少包”“多包”問題

鋁箔紙、煙組、商標(biāo)紙經(jīng)過一號輪、二號輪、三號輪、四號輪折疊包裝后由四號輪垂直推送桿將煙包推出四號輪，進(jìn)入封簽成型折疊通道，當(dāng)煙包被橫向推包桿推出時，帶著上膠的封簽穿過F吸風(fēng)臂后即完成貼封簽動作，并由接煙桿護(hù)著封簽后退，此時封簽與煙包未完全粘貼，需要在干燥輸出通道內(nèi)煙包緊密排列定型，也可以對煙包側(cè)面進(jìn)行熱封。由漫反射空模盒檢測器對封簽通道的煙包進(jìn)行檢測，控制煙包頂部與底部的皮帶進(jìn)行轉(zhuǎn)動一個工位，豎向推包桿推送一個工位。當(dāng)封簽通道無煙包被橫向推出時，封簽通道的光纖傳感器反射光量低于放大器設(shè)定閾值，包裝機(jī)控制器默認(rèn)為無煙包，電磁鐵與皮帶驅(qū)動裝置脫開，干燥通道兩側(cè)的皮帶不會將煙包夾持往五輪出口方向運動一個煙包寬度。煙包檢測器決定此電磁閥是否動作，當(dāng)煙包檢測放大器閾值低，控制器容易誤認(rèn)為通道有煙包經(jīng)過，電磁鐵將動力裝置與皮帶驅(qū)動裝置進(jìn)行連接，皮帶也將旋轉(zhuǎn)，帶動煙包運動一個工位，此時煙包通道會少包，煙包封簽固型不好，容易產(chǎn)生煙包封簽歪斜與長短。當(dāng)煙包檢測放大器閾值高，控制器容易誤認(rèn)為通道內(nèi)無煙包，電磁鐵脫開連接，皮帶不再旋轉(zhuǎn)，通道內(nèi)的煙包不再運動。通道的煙包數(shù)量增加，煙包之間的擠壓力增加，產(chǎn)生“多包”問題，煙包底部出現(xiàn)局部變形，煙包封簽出現(xiàn)局部破損，這將產(chǎn)生更多的廢煙包。干燥輸送通道“少包”“多包”問題是制約GDX1效率提升關(guān)鍵問題，也是質(zhì)量隱患點最多的地方。

目前無針對該問題的檢測控制方法，需要修理人員及時更換輸送皮帶并合理調(diào)節(jié)放大器的閾值，同時操作人員及時觀察通道內(nèi)煙包之間擠壓情況，適當(dāng)?shù)丶影鼰熁蛘邷p包煙，保持干燥通道內(nèi)煙包間合適的擠壓力。

1.4 五輪出口盤卡堵頻發(fā)

1）外部原因引發(fā)的卡堵。目前小包外觀質(zhì)量檢測系統(tǒng)剔除系統(tǒng)利用壓縮空氣對煙包進(jìn)行剔除，由于剔除口結(jié)構(gòu)設(shè)置不合理，煙包在剔除口范圍內(nèi)左右晃動，被壓縮空氣沖擊剔除口，后續(xù)的煙包也將偏向剔除口方向并被下面的輸送皮帶驅(qū)動向前運動，會觸碰在剔除口，引發(fā)煙包從剔除口依次排列到五輪出口處，當(dāng)五輪出口高速旋轉(zhuǎn)將煙包從干燥通道進(jìn)行單一分離進(jìn)入到煙包輸送通道時，由于該通道長度無法容納多余煙包，強(qiáng)行推入的煙包將迫使五輪出口的檢測桿抬起，引發(fā)包裝機(jī)停機(jī)程序，此時通道的煙包受到剛性沖擊，煙包內(nèi)的煙支表面皺褶，少部分嚴(yán)重變形，需要將通道內(nèi)的煙包單獨放置，進(jìn)行煙絲回收。額外安裝的煙包分離裝置能避免進(jìn)入成像檢測區(qū)的相連的煙包產(chǎn)生的漏檢現(xiàn)象，但是從五輪出口的煙包，如果是商標(biāo)紙錯位嚴(yán)重或者鋁箔紙裹包不好，將無法通過煙包分離通道，增加五輪出口盤堵塞頻次。

修理人員利用煙包分離裝置入口光電檢測傳感器，根據(jù)煙包在檢測前面停留時間長短調(diào)用停機(jī)程序，能及時避免由于煙包卡在剔除口、分離器入口。

2）內(nèi)部原因引發(fā)的卡堵。當(dāng)由于干燥通道內(nèi)煙包間隙不合理或者煙包外觀尺寸變化，也會迫使五輪出口盤檢測桿抬起，如果該煙包卡阻在檢測桿下部，需要人工清理該變形嚴(yán)重的煙包，并對干燥通道的煙包間擠壓力進(jìn)行確認(rèn)。如果該煙包未卡在檢測桿底部，由于五輪出口輸送皮帶會延時一定的時間停止，因此該底部變形的煙包會流入到下道工序，需要操作人員先去找到該缺陷煙包然后才能處理小包機(jī)。操作人員偶爾也會忘記處理這包煙，快速處理小包機(jī)然后高速運行。而該煙包被YB55小包透明紙檢測系統(tǒng)剔除概率比較低，因此會流入到條盒包裝機(jī)工序。

目前湖南中煙在煙包輸送通道內(nèi)，利用兩組對射光纖檢測煙包尺寸變化，一定程度上減少尾部變形的煙包流入下道工序。會澤卷煙廠修理人員提出在煙包分離器出口上方安裝兩個帶物鏡調(diào)焦光纖傳感器，檢測距離分別設(shè)定在煙包頂部3 mm、-3 mm，并借用小包外觀檢測系統(tǒng)剔除程序，進(jìn)行移位剔除。

1.5 商標(biāo)紙膠缸膠液檢測不準(zhǔn)確

圖2 煙包分離器入口檢測

目前YB25商標(biāo)紙膠缸的膠液液面控制是靠一個電容接近開關(guān)（KAS-80-35-A-M32）,當(dāng)其檢測到膠缸膠量少時就會發(fā)出信號給控制電路，然后控制電路發(fā)出控制信號，使供膠電磁閥打開，開始供膠。當(dāng)接近開關(guān)檢測到膠量足夠時又發(fā)出信號給控制電路，控制電路使供膠電磁閥關(guān)閉，從而達(dá)到膠量自動控制的目的。因為電容接近開關(guān)距離膠面比較近，有時候接近開關(guān)檢測面上會沾上膠，造成檢測失靈，或者檢測下面的膠液因為與空氣接觸氧化產(chǎn)生“膠皮”，誤認(rèn)為膠量夠，不會再給控制電路發(fā)出膠量少的信號，控制電路也不會控制電磁閥補(bǔ)充膠量，這樣會造成長時間不供膠，不能及時給膠缸補(bǔ)充膠液，膠缸內(nèi)缺膠而操作人員不能及時手動加膠，就會產(chǎn)生商標(biāo)紙涂膠點膠液少，商標(biāo)紙折疊固型不好，產(chǎn)生商標(biāo)底部露白、側(cè)面翻卷露白、YB55提升器卡堵等，如果操作人員將電容接近開關(guān)提起，進(jìn)行人工手動加膠，不能及時將其放回原位，控制器會默認(rèn)為膠液面低，不停加膠，導(dǎo)致膠液溢出，流入到下方的三號模盒上，需要操作人員花費30 min左右時間進(jìn)行清洗，同時在人工按停包裝機(jī)前，商標(biāo)紙涂膠位置的膠液量比較大，經(jīng)過折疊包裝過程中，導(dǎo)致三號輪模盒上方的弧形折疊板、四號輪模盒底部折疊板附著大量膠液，可能在煙包側(cè)面底部刮出白色痕跡，因此膠液量控制不良，對產(chǎn)品質(zhì)量與設(shè)備效率產(chǎn)生影響，需要人工篩選后對局部未涂膠的煙包進(jìn)行人工涂膠，并對缺陷煙包進(jìn)行煙支回收，造成包裝原輔材料浪費，同時增加操作工的勞動強(qiáng)度。目前有人提出利用超聲波檢測方式，對膠液液面進(jìn)行控制[6]，同時結(jié)合生產(chǎn)的煙包數(shù)量進(jìn)行綜合控制,能降低傳感器膠位誤報概率。

2 結(jié)語

從質(zhì)量追溯產(chǎn)生的原因及設(shè)備檢測的盲區(qū)為出發(fā)點，借鑒相關(guān)技術(shù)，從人員、技術(shù)、管理方面著手，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡量降低輔料物耗，不斷完善操作規(guī)程，嚴(yán)格控制偶發(fā)質(zhì)量缺陷煙包流入下道工序，減少車間翻箱頻次與翻箱的條數(shù)，為集團(tuán)高質(zhì)量發(fā)展夯實質(zhì)量根基。