一种C600型卷烟包装机烫伤烟条的检测和剔除装置的研制

刘旸 杨代楼 赵艳妮 李树恩 陈勇

摘要：C600型卷烟包装机组作为目前卷烟行业一种的主流设备，在国内外各卷烟企业中有广泛的应用。然而，在实际生产过程中存在一些缺陷，主要表现在当设备长时间停机之后，停留在烟条第二提升器烙铁处的烟条会因为长时间被高温加热而出现烟条烫伤的情况，设备重启之后被高温烫伤的烟条无法自行从条出口处被识别和剔除，烫伤的烟条没有及时被工作人员分拣出去，将造成严重的质量隐患。本文通过研制出一种C600型卷烟包装机烫伤烟条的检测和剔除装置，能有效的识别并准确剔除出此类质量缺陷产品，防止缺陷产品流入市场。

关键词：C600;缺陷;烟条烫伤;检测和剔除

0.引言

烟条的外观质量，反映了烟厂的技术装备水平，涉及到企业的形象、信誉问题。作为烟草行业的标杆，生产“无忧产品”是红塔集团一直坚持的理念。随着企业“创优”、“对标”工作的不断推进，生产制造过程日趋精益化控制，对卷烟生产设备的保障能力也提出了更高的要求。C600型卷烟包装机组在玉溪卷烟厂投入使用以来，承担着重要的生产任务。然而，C600作为行业内使用率较高的卷烟包装设备，其质量保障能力逐渐跟不上我们的需求。具体表现为：当设备长时间停机之后，停留在烟条第二提升器内被烙铁烫伤的烟条在设备重启之后无法自行从条出口处剔除，因此，设计一种C600型卷烟包装机烫伤烟条的检测和剔除装置对保证产品质量意义重大。

1 .存在问题

烟条第二提升器左右两侧设计有两个高温烙铁，目的是当大油封包裹烟条进入第二提升器后，通过高温烙铁对油封进行热封，实现烟条的折叠密封。当设备停机时，由于侧封烙铁及美容器下烙铁距离烟条很近，烘烤超过5分钟，就因透明纸变形产生严重包裹质量缺陷[1][2][3]。设备重启之后被高温烫坏的烟条无法自行从条出口处剔除，必须由操作工手动拦截以防流入下一道工序。这样一来就会增加操作工在长停机重启后的质检工作，稍有疏忽便会导致被烫坏的烟条进入下一道工艺流程，带来不合格品流入市场的风险。

2.原因分析

烟条油封的密封是在第二提升器，通过提升平台与侧封烙铁共同配合实现的，由于从烟条第一提升器至第二提升器出口，原始设备没有设置烟条的移位检测装置，设备无法对通过的烟条进行计数完成剔除，只要外观平整完整，就能顺利从条出口进入下一道工序，若拦截不及时就会造成质量事故。

3.详细技术内容

3.1解决方法

通过研制一种基于PLC控制器的定位检测器，将其安装在第一提升器出口处，对每一条通过第一提升器的烟条进行移位检测，当设备停机时间超过预设值后，重启时将停机时处于第二提升器的烟条在人工拾条出口处进行自动准确剔除，降低质量风险，减少质量问题的发生。

3.2方案设计

3.2.1一种基于PLC的移位检测装置的研制

（1）设计思路

利用PLC的移位功能，对通过第二提升器的烟条进行移位统计，从而能够准确地对停留在第二提升器位置处的烟条进行记录并剔除。并将该移位检测装置安装在第二提升器入口处，可以有效避免由于操作工或质检人员在条出口处人工拿条而导致的计数错误，提高检测器的有效性合准确性。

（2）设计结构原理

PLC移位寄存器指令是可以指定移位寄存器的长度和移位方向的移位指令。在移位脉冲作用下，寄存器记录下通过检测器的每一条烟条，当停机时长达到预设值以后，对当前位于检测器前方的烟条进行标记。当设备再次启动时，計数器对通过检测器的五条烟进行计数标记，当这五条烟通过条出口美容器时，卸烟板自动放下，剔除长停机时位于第二提升器高温烙铁处的烟条，当标记的五条烟被剔除完成后，卸烟板自动归位，后续烟条正常进入下一工序。

3.2.2计数传感器支架、蜂鸣器和指示灯支架设计制作

根据现有的机器结构空间，对支架进行设计制作，要求计数传感器能够稳定固定在现有机器上，传感器通过M6的螺母与支架相固定。蜂鸣器和指示灯皆可放置在支架上，不会相互影响正常工作。蜂鸣器和指示灯通过根据其选型，通过M8的螺钉固定在支架上。

3.2.3接线和编程

PLC控制器选用C600设备原有S7-200型号PLC，反射式光电传感器WL150-P430、条盒移位传感器YC1908-J267P使用位于下机电气柜的三菱FX3U-16M型PLC，蜂鸣器、报警灯等指示装置使用位于条提升机下方电柜的三菱FX3U-16M型PLC。完成光电式传感器、条盒移位传感器与PLC控制器的接线及程序编写，完成蜂鸣器、报警灯等指示装置、“人工拾条出口”处剔除单元的接线及程序编写，完成条透明纸接头剔除装置的整体接线、编程和代码调试。

3.2.4 传感器与PLC控制器的接线及程序编写

条盒移位传感器识别烟条数并将计数信号输入至PLC控制器，控制指令实现控制信号采集方式为采用“固定产量式”。指示装置、剔除单元的接线及程序编写利用原有接线，仅需改变控制指令程序。烟条剔除时PLC控制指令实现烟条经“人工拾条出口”处剔除。选择一组包装设备进行对程序代码进行模拟调试（硬件模拟和软件模拟）、单机调试和联机调试，根据装置要求对控制参数调整，检查和试运行代码。

4.改进效果

通过使用移位检测装置，长停机重启后位于第二提升器高温烙铁处的烟条均能从条出口处自行剔除，经多次测试，准确无误，减少了缺陷烟条的出现。

在为期三个月的追踪调查中，安装有的烫坏烟条包装机剔除率为100%，而未安装烫坏烟条剔除装置的设备包装机三个月烫坏烟条剔除率分别为93.02%、94.05%、95.52%。

5.结语

此次研制的一种C600型卷烟包装机烫伤烟条的检测和剔除装置，能有效的识别并准确剔除出此类质量缺陷产品，有效地解决了实际生产过程中遇到的问题，方便了操作人员对烟条质量的监控，同时降低了废品流入下一工艺的几率，提高了生产效率。

参考文献：

[1]机械设计手册[M]. 机械工业出版社，机械设计 手册编委会[编著]，2004

[2]陈瑜.设计机械手实现 G.D 包装机美容器内的条烟 自动取出[J].包装与食品机械，2009，27（05）：87-90.

[3]王薪尧 唐翰犀 李树恩.GDX500包装机CV热封自动排条及剔除技术应用[J].数字技术与应用.2020，38（5）：1