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條盒包裝機回收裝置的改進

發布時間:2020-06-11 09:09:02 |來源:網絡轉載

0 引 言

機組是德國某公司推出的新一代硬盒高速包裝機組, 額定生產速度 700 包/min, 主要由小盒包裝機(703)、小盒透明紙包裝機(753)和條盒包裝機(779)組成。該機型采用高度集成化與自動化相結合的開放式數控係統——— TwinCAT 控製係統[2],使用雙軌包裝形式,具有伺服電機控製、高速運動原理設計、 氣動製動器煙包製動和同步齒形帶傳動等技術特點, 是目前國內煙草工業企業在設備升級中選用的主要高速包裝機型之一,也是目前國際上最為先進的包裝設備之一。使用過程中,機組存在單箱條盒消耗過高的問題,調查

發現,原因是機組沒有無透明紙煙條回收功能造成(無透明紙煙條即尚未包裹透明紙的煙條)。 為了不斷挖掘設備潛能, 保障運行可靠性和質量穩定性, 各工業企業針對同機型或類似機型展開了許多研究,如條煙透明紙整形裝置改進[5]、包裝材料改進[6,7]、條煙排出機構改進[8]等,然而,對於無透明紙煙條回收裝置的研究尚未見報道。 因此,在煙草企業大力推行精益管理、高質量發展的背景下,對原機回收裝置進行結構改進,增加無透明紙煙條回收功能, 旨在為回收裝置功能多樣化和精益物耗控製提供一種方法,降低條盒紙材料的單箱消耗,同時也為相關功能的研發應用提供參考。

  1. 回收裝置工作流程

條盒包裝機的生產工藝流程由煙包輸入係統、煙條成型係統(轉塔 1)、條盒紙輸送及上膠成型係統、透明紙及拉線供給切割係統、透明紙包裝成型與熱封係統(轉 塔 2)、煙條輸出係統等組成。 其中,煙包輸入係統主要負責接收從上遊機輸送過來的煙包。 煙包由上、下 2 根輸送帶進行驅動輸送, 在通道盡頭由 2 個輸入推子交替從 2 個軌道中推入轉運台,然後由轉塔輸入推子將煙包組推入到轉塔 1 中,完成煙包的供給。

條盒包裝機的回收裝置位於煙包輸入係統, 主要完成小盒煙包的回收,由煙包料槽、煙包輸出推杆、氣缸、煙包輸送導軌等部件組成。在生產過程中,操作人員可以將小盒煙包手動加入料槽的 2 個槽中, 在上遊機器停止供應煙包或斷續供應煙包時,氣缸移動輸出推杆,將小盒煙包推入後導軌中,由該裝置自動將料槽中的煙包傳遞到煙包輸送後導軌中, 並向下遊包裝工序傳送,實現小盒煙包的自動回收利用。

  1. 存在問題

從回收工作流程發現,煙包輸送通道有內、外 2 個導軌,而原有回收裝置僅使用了內側導軌,受空間結構製約,該回收裝置無法對無透明紙煙條進行回收。另一方麵,基於產品質量在線抽檢的需要,無透明紙煙條的產生不可避免,因而該回收功能的缺失直接導致條盒紙消耗的增加和生產成本的上升, 不利於精益物耗控製。 表 1 是某月機組的條盒紙消耗情況統計結果。其中,條盒耗損率計算公式為耗損率=(實際消耗-理論消耗)/理 論消耗×100%,單箱理論條盒消耗為 250 張。

  1. 改進方法
    1. 總體改進方案

增加對無透明紙煙條進行回收的功能,即增加了一種生產模式(正常生產模式和煙條回收模式)。 這需要解決 2 個問題: 一是對原有生產模式不產生影響,且 2 種模式能夠輕鬆切換; 二是煙條能夠輕鬆添加進產品輸送通道內, 完成無透明紙的包裹工序。

根據條盒包裝機雙軌包裝輸送通道的結構特點,通過改變回收裝置結構,新增煙條“添加入口”結構,同時 為保證煙條的正常輸送,新增“通道調整”裝置,將外側導軌改造為可對無透明紙煙條進行回收的形式,且不影響對小盒煙包的正常輸送, 使之成為可滿足煙包和煙條 2 種產品順利輸送的結構, 以此增加煙條的回收功能。 

  1. 模式切換功能的實現

根據包裝機預置的軟件功能設置列表,發現用於設備出廠調試時分析各種輔料供應情況的“條盒”功能鍵,正好可以實現 2 種模式的功能要

  1. 正常生產模式:條盒紙、透明紙、熱熔膠等原輔材料正常供應, 轉塔 1 完成條盒紙包裝成型, 轉塔 2 完成透明紙包裝成型,實現對小盒煙包的加工過程。
    1. 煙條回收模式:僅需實現透明紙包裝成型,故條盒紙、熱熔膠停止供應,而透明紙正常供應,轉塔 1 完成煙條輸送,轉塔 2 完成透明紙包裝成型。
    2. 煙條添加功能的實現
      1. “添加入口”結構

由於原機沒有相應的開口結構,因此為了增加煙條“添加

最大高度 H 為 80 mm),方便煙條的添加。 此時,由於上輸送帶尚未接觸煙條, 無法實現其正常輸送, 為了保證煙條的順利輸送, 需要給輸送帶一定的下壓力, 保證輸送帶能夠驅動煙條前進。因此在上輸送帶的中間帶輪處增加 1 個彈性壓板結構,由氣缸驅動。 氣缸的行程通過DOE 因子實驗設計的方法獲得,型號為FESTO AEVC-20-5-I-P。 在氣缸工作時,可以抵消上輸送帶抬起造成的位置變化,同時給予煙條合適的下壓力,保證煙條能夠順利輸送、無卡頓或打滑。

項目數值煙條滑板右側與下輸送帶邊入口”,將前導軌的外側固定導條改為“平開窗”式活動導條結上輸送帶抬起段長度 L1 1300緣間距 L5200構:3 段導條組成,導條 1 與導條 2 用鉸鏈銷軸(Φ10  mm×16 mm)相連,導條 2 與導條 3 用永磁鐵(Φ10  mm×5 mm)煙條長度 L2 281.5    上輸送帶抬起點最大高度 H 80下輸送帶輪與煙條滑板連,3 段導條連接長度、形成通道位置與原導條相同。 活動導條左側間距 L3400 煙條回收模式通道高度 H3 46在正常生產模式下保持固定,滿足小盒煙包的正常輸送;煙條回收模式下則可輕鬆打開,形成煙條回收時的“添加入口”。 此外,基於TRIZ 矛盾矩陣理論”,在煙條添加入口”下方增加 1塊煙條滑板(330 mm×190 mm),位置與下輸送帶保持平行,保證回收時的添加煙條的快速便捷

      1. 通道調整”裝置

煙條的回收過程與煙包的加工過程共用同一套輸送通道, 正常生產時需保證上、下輸送帶均接觸煙包,且存在一定的預壓力由於產品尺寸的差異煙包堆垛高度 H1 46 mm,煙條高 度 H2 47.5 mm), 切換至煙條回收模式時無法煙條滑板長度 L4 330 煙條高度 H4 47.5

      1. 附加功能

2 種生產模式的切換邏輯

回收煙條時,需要打開一道入口防護罩,並將前導軌右側活動端抬起, 故對附加功能做出以下設置和改進:①在進行安全合規性檢驗無隱患的前提下,對防護罩及抬起點的連鎖控製線路用導將其推入輸送線進行短接,屏蔽聯鎖功圖 5 模式切換邏輯通道 因此需要將原輸送通道高度加大基 於 通道的結構特以原機預置抬起點作為煙條輸送改進後 779 煙條添加入口”結構能, 滿足在打開防護罩條件下, 設備可啟動進行回收操作的要求;②選取原機CPX 閥島上預置的空閑電磁閥作為壓縮空氣控製接口,控製回收模式的氣缸壓縮空氣供應;③將“條盒” 功能鍵的信號與上述連鎖控製及氣缸氣源控製連通, 實現 2 生產模式的狀態自動切換。

4 改進效果

條盒包裝機回收裝置改進後,增加了對無透明紙煙條進行回收的通道的工作位置抬起後不同模式下所需通道高度對比示意功能,正常生產模式和煙條回收模式均能穩定運行,模式切換。

 

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