GX2包装机小盒铝箔纸包装质量问题分析与控制

【摘要】GDX2硬盒包装机是烟草行业普遍使用的一种设备，在生产某新牌号卷烟过程中，出现小盒铝箔纸破损、缺失烟包混入条盒中流入市场问题。本文从人、机、料、法、环、测量等维度，分析此种问题产生原因，提出了检测控制新方法，验证和抽查统计数据表面，该类缺陷得到了有效控制。

【关键词】包装机；铝箔纸；质量；分析

1、引言

GDX2包装机是国际著名烟草设备制造商—意大利GD公司上个世纪90年代设计制造的一种高速卷烟包装设备，在国际烟草行业被广泛应用。随着包装材料推陈出新，以及用户差异化需求，所用原辅材料对设备提出了越来越高的要求。针对一些特殊材料，生产过程中陆续发现一些心得包装质量问题，本文就是根据该机在生产某牌号卷烟产品过程中出现的新情况，经过深入分析原因，提出改进控制方法。

2、存在问题分析

2.1问题分析

GDX2包装机额定生产速度为400包/分钟[1]，原辅材料均为柔软纸张等材料，这对设备本身性能、原辅材料可加工性、操作人员技术水平甚至环境都提出了很高要求。在某新牌号生产过程中，因为产品设计需要，更换了新型铝箔纸。统计半年生产数据，在55次包装质量检查中发现铝箔纸包装质量问题次数达到38次，所占比例高达69%。针对这个问题，从人、机、料、法、环、测等角度对可能产生的原因进行了分析：

（1）人员因素：该机结构复杂，对操作人员素质提出了较高要求。操作人员习惯、知识文化水平，对设备了解程度，都直接影响产品质量。对操作该型设备人员进行统计分析，结果表明，操作人员技能水平均达到或者超过标准要求，且在生产其它牌号产品中，同样为该批操作人员，铝箔纸缺陷数量极少，人员因素影响在此种问题中被排除。（2）设备因素：在设备运转过程中，铝箔纸被高速进给，切割成需要长度，输送到模盒，将烟支包裹。设备切割、输送铝箔纸部分需要极高精度和清洁度。为了降低劳动强度和保证产品质量，设备对铝箔纸输送到位、包装到位均有适时检测，一点小的瑕疵都会导致铝箔纸包装异常，根据异常情况不同，采取停机或者剔出缺陷烟包的控制措施。对设备输送和电控系统检查，设备机械部门符合精度要求，生产过程数据统计和检测系统设置表明，电控系统工作正常，设备因素导致缺陷产生不是主要问题。（3）材料因素：铝箔纸作为原辅材料规格为1450米/卷[2]，因为品牌设计需要，采用新材料制成。在几项物理指标测量来看，符合设计要求。因为是新品种材料，还是有其自身一些特征，是否是由材料本身特征引起的缺陷，缺乏具体理论数据支撑。作为生产部门，材料本身设计定型，根据设计要求，高质量完成生产任务是关键，这里不深入探讨。（4）方法因素：在生产过程中，技巧方法也是保证质量重要原因。在包装过程中，设备运行速度快，为了保证产品质量，要求生产人员每隔20分钟要对产品质量进行抽检，及时发现异常。从调查了解来看，操作人员能够按要求进行。从缺陷发现频数和时间分布来看，此种缺陷产生时间和数量极为分散，每次检查发现多为随机的1-2包，不具有连续性，操作方法在此种缺陷上不是主要原因。（5）环境因素：纸张与设备摩擦，容易产生静电，对生产等环节温湿度提出要求。卷烟作为一种特殊商品，环境要求一向很高，现代化的生产环境，温湿度等环境控制严格，查看记录数据来看，其它原材料温湿度要求更高，生产环境完全满足纸张使用需要。（6）测量因素：设备高速生产过程中，每一个动作执行后，均及时进行检测，以判断执行是否到位，产品是否符合要求。生产现场检查可见，每个班组对维护人员和生产操作人员均有点检要求，保证检查持续有效，現场人员能够按照要求开展点检。在生产运行过程中，设备传感器自身也具有自检功能，检测器本身异常及时报警停机，测量系统可靠性高。

以上分析，可以得出基本结论：更换新型铝箔纸材料，因其一些特殊性，在极端情况下和设备存在偶发性不匹配，致使缺陷产生。此种缺陷，产生在铝箔纸检测工序后，下道工序前的传送过程中，具有偶发性和非典型性，靠人为和制度难以彻底解决，需要创新思维和方法处理。

3、解决方法

3.1控制原理

烟支包裹铝箔纸工序，铝箔纸本身具有准备到位检测判断，包裹烟支动作完成后有铝箔纸位置正确判断，任何异常均产生停机信号或者烟包剔出信号。通过分析缺陷产品特征和烟包在设备传送过程可见，在铝箔纸被包裹上商标纸前，烟包还有多步传送和转移，这些过程在设备精确配合下高效进行，铝箔纸摩擦、推送，未再进行检测控制，质量问题由此产生。问题点明确后，设想利用输送通道烟包被有序排列，单包离散通过有利条件，开展此种缺陷检查，采取检控措施，避免缺陷烟包流入成品包装工序。此种检控目标实现，关键在于对于离散烟包检测起点、终点判断准确判断，商标纸覆盖下的铝箔纸是否存在缺陷判断。在设计中，针对铝箔纸虽然不可见，但是因其表面材质为铝箔这个最突出特征，传感器可以精确测定来发现问题，进而对缺陷小盒进行剔出控制。

3.2控制实现

根据检测控制原理图，利用小型PLC或单片机开发小型控制装置。对在通道两侧金属检测传感器检测铝箔纸金属信号、同步开展信号进行简单处理。工作原理见图1。利用一个传感器产生烟包进入同步信号，一个传感器产生烟包退出同步信号[3]。在同步信号期间，铝箔纸检查传感器信号保持稳定，如果产生异常，则计为坏包，设定检测位置与剔出位置烟包数量，在剔出口的同步开关检测到坏包到了后剔出缺陷烟包。该装置简单易行，可以利用设备原有的结构和电控部件：利用原电控柜电源供电，原输送通道小盒外观检测等装置的光纤信号和剔出位置。仅增加了2个金属传感器和普通传感器支架，很好解决了内部缺陷发现、控制问题。

4、结论分析

跟踪验检控装置投入使用半年情况，未再有成品检查中发现铝箔纸包装质量问题反馈，该种缺陷完全得到了控制。任何质量检测控制装置要保持功能持续有效，传感器状态保持是关键，制定维护和操作人员定期检查测试要求和规范是关键。

5、结束语

新检测控制工具方法投入使用前，因为铝箔纸材质及设备本身在长期运转中产生的不确定原因，极为偶然产生的缺陷产品，难以控制。此种缺陷从外观上完全不能识别判定，质量检验人员在破坏烟包后才能检测判断，消费者则需要在消费中才能发现。但是缺陷一旦产生，铝箔纸对于烟支的水分保持等维持香烟本身产品性能下降，势必给消费者体验品质下降，进而影响对该产品信任。新工具方法投入使用，保证了产品质量，极大地降低了操作和质检人员的劳动强度，具有积极意义。

参考文献

[1]ZB25型包装机组编写组.ZB25型包装机组[M].北京：中国科学技术出版社，2001.

[2]吴启云，文志刚.利用单片机实现铝箔纸余量精确控制实践[J].装备制造技术，2013，3：165-167.

[3]潘安岳.卷烟包装机小盒铝箔纸缺陷检测装置的设计与应用[C].广西烟草学会，2013年学术年会：228-231