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包裝機玻璃紙散包檢測裝置設計及應用

發布時間:2020-06-15 16:33:16 |來源:網絡轉載

1研發背景

長期以來,小盒煙玻璃紙散包缺陷一直是困擾卷煙生產企業的一個質量難題,究其原因主要有兩個方麵,一是材料帶有靜電使得玻璃紙傳送不暢所致;二是機器部件磨損或調整不到位使得玻璃紙折疊不規則所致。由於設備的高速運轉使得操作人員難以觀察到散包質量缺陷的出現,使得帶有玻璃紙散包質量問題的煙包頻繁流入消費者市場,對產品信譽度造成不利影響。因此,設計一種準確可靠的玻璃紙散包檢測裝置具有重要的使用和推廣價值。

2設備簡介

包裝機是中國煙草總公司在20世紀90年代初從意大利某公司引進全套技術,通 過吸收消化後國產化的卷煙包裝設備,它釆用某公司開發的電控係統,係統之間通過LAN網絡通訊,控製程序通過某公司自行開發的語言設計,控製硬件主要包括數字輸入板、數字輸出板、模擬輸入板

3功能需求

根據生產要求,檢測裝置應該具有識別、 移位和剔出三大功能

4硬件設計

從控製原理圖可以看出,檢測裝置的硬件設計包括四個部分,即控製器、散包檢測傳感 器、同步器和剔出閥。

4.1控製器的選擇

依據控製原理圖,檢查裝置選用PLC作為控製器,該PLC具有可靠性高,抗 幹擾能力強、性價比高等特點,其指令豐富, 指令功能強,易於掌握,操作方便,內置有4 個高速計數器、2個高速脈衝輸出、1個RS485 通訊口,其主要配置情況如下:

1控製器主要技術參數

控製器型號

配置及規格

實際需求

是否滿足

S7-200

工作電源

220VAC

220 VAC 或 24VDC

滿足

輸入點數

8,24VDC

2,24VDC

滿足

輸出點數

6,24VDC

1,24VDC

滿足

輸出形式

晶體管

晶體管

滿足

執行速度

0.37us/指

W1.7us/指令

滿足

存儲容量

40964字節

1024字節

滿足

4.2散包檢測傳感器

檢測裝置選用某公司的型光電開關作為傳感器,該公司專門針對高速移動檢測目標而設計,具有精度高和響應快的特點,傳感器配備有一個雙數字顯示監視器, 可以實時觀察靈敏度的預置數值和當前數值, 設置簡單方便。其主要配置情況如下:

2傳感器主要技術參數

傳感器型號

配置及規格

實際需求

是否滿足

FS-V21G

工作電源

12-24 VDC

24VDC

滿足

檢測距離

90mm

N50 mm

滿足

輸出類型

NPN

NPN

滿足

輸出狀態

DON/LON

LON

滿足

反應時間

500 |is

W1250ps

滿足

4.3同步器的選擇

由於同步傳感器用於采集移位信號,其控製精度要求沒有同步散包傳感器高,因此,檢測裝置選用某公司的接近開關作為同步器,其規格如下所示:

3同步器主要技術參數

同步器型號

配置及規格

實際需求

是否滿足

%

HL-S20

工作電源

12-24VDC

24VDC

滿足

檢測距離

50mm

930 mm

滿足

輸出類型

NPN

NPN

滿足

輸出狀態

常開

常開

滿足

反應時間

980 |jls

W12503

滿足

 

4.4剔出閥的選擇

剔出閥用於剔出生產線上的缺陷煙包,對其性能要求主要在於速度。本檢測裝置選用某公司的電磁閥作為剔 出閥,其主要性能如下所示:

4電磁閥主要技術參數

電磁閥型號

配置及規格

實際需求

是否滿足

g

111B-5551BAAA

工作電源

24VDC

24VDC

滿足

壓力範圍

0~4bar

m3 bar

滿足

輸出狀態

常閉

常閉

滿足

動作頻率

250Hz

\100Hz

滿足

 

5.2程序設計

根據控製流程圖,小組成員通過某公司的軟件程序開發環境進行程序設計,如下:

 

Symbol

Var Type

Data Type

Comment

 

10.1

TEMP

BOOL

散包傳感器輸入信號

 

10.3

FEMP

BOOL

同步傳感器輸入信號

 

Q0.3

TEMP

BOOL

剔出驅動輸出信號

 

SM3.2

FEMP

BOOL

上電計數器複位

 

MO.O

TEMP

BOOL

散包信號自保繼電器

 

T37

TEMP

BOOL

輸出信號IMS時間繼電器

 

C100

TEMP

BOOL

移位信號計數器

 

安裝好後的取洋閥

切點在刀槽輻的中垂線(中心 線)上。與圓切刀一樣的道理,顯然,滿足正常 剪切的條件是咬入角a小於或等於基材與圓刀 之間的摩擦角P,即aW%這是較理想的剪切位 置。但對準中垂線(中心線)不易做到,不是偏 前就是偏後。

2.2當刀片切點在輻的中垂線以前時。

除滿足aW0外,因剪切刃口不在最高點, 基材切開後還要再向最高點運動,使切刀的附 加摩擦增加,熱量也增加,刀片的散熱條件惡 化,切口質量變差,易產生粉塵。另外由於一 般基材不可能隻與刀槽輻點接觸,是有一定的包 繞角,操縱者工作中一般是站在輻筒後麵中的右麵,有時視角不好,會將進刀深度調 深,使切點再往左挪,以至有時會挪到基材與 刀槽輻的接觸點以前時,使基材處於漂浮狀態 中剪切,很不穩定,剪切質量也受影響。

2.3當刀片切點在刀槽輻的中垂線以後時。

在滿足aW。外,基材經過刀槽輻的導引, 平服穩定,視角也好,此時剪切效果較好。基 材離開切刀後不會有附加運動,刀片散熱條件

使用效果

該檢測裝置在我廠投入使用後,能準確識 別玻璃紙散包,工作穩定,效果顯著。目前, 已在我廠的所有的包裝機上推廣使用。 較好。故一般采用平切刀分切基材時,常取刀 片切點在輻中心稍後的位置,這樣散熱及切口 質量都較好,產生粉塵較少。

懸空切

懸空切即基材張緊在兩個距離很近 的輻筒上(也即基材是懸空的),用裝在刀柄上 的刀片切開。很明顯,滿足正常剪切的條件是咬 入角a小於或等於基材與圓刀之間的摩擦角|3, 即aW。才能正常剪切。在b 段,基材離輻筒近,剛性好,不易變形,抵抗 切刀垂直方向的分力較好,受力情況較好。一 般設計懸空切刀時,切點到左輻中心距離b小 於B,且盡量縮短b的長度。這樣切口穩定,切 邊質量較好。

結語

圓盤切刀在剪切過程中是旋轉的,刃口是 變化的;圓盤刀散熱好、耐用、不易鈍、產生 的粉塵相對較少、切口光滑、能切厚度厚、材 質硬的基材;但缺點是不能切寬度很窄的產品、 換刀難、體積大、結構複雜、造價較高。平切 刀、懸空切刀結構簡單,造價低、換刀易、可 切寬度很窄的產品;但平切、懸空切在剪切過 程刃口是固定不變的,散熱差、易鈍、切口光 潔度較差、易產生粉塵,不適合切厚度厚、材 質硬的基材,隻宜分切較薄的塑料薄膜。

在設計時,可根據客戶具體的要求而采用 相應的切刀。

 

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