GDX2包装机组CH小包美容器的改进

潘伟波

广东中烟工业有限责任公司广州卷烟厂，广东 广州 510000

摘要： GDX2包装机组CH小包美容器在使用过程中出现烟包包装膜无美容、部分无美容、盒内烟支粘连、盒盖打不开等质量问题。主要原因是加热板气缸动作发生故障难以及时发现及长时间停机，烟包停留在美容器内造成的“烫斗烟”。通过加装传感器自动检测加热板工作位置，自动剔除长时间烘烤的烟包等改进，提高CH烟包美容器的自动化程度，改善烟包包装膜外观质量，有效弥补了小包美容器对烟包的检测和剔除功能的缺失。

关键词：GDX2；CH；美容器；包装膜

1 前言

随着经济的发展和消费者对各类消费的要求不断提高，烟草企业对包装外观质量的关注亦越来越高，以满足消费的需求。在市场销售中，产品外观质量是烟草企业展示给消费者的第一道质量，外观质量的好坏给客户是第一影响，为此，企业在生产卷烟产品时，除了要做“好抽”的产品，还要做“好看”的产品。

在卷包生产过程中，烟包美容器为是烟包包装膜成型的最后一道工序，其通过加装在透明端部热封烙铁驱动轴上的一套曲柄连杆机构，带动上下两块加热板，利用推板后退烟包输送停止间歇期，将推板推送来的烟包在进入美容器工作部位后，实现外观整形美容，提升外观品质。

然而，在生产过程中，会出现烟包包装膜无美容、部分无美容、盒内烟支粘连、盒盖打不开等质量问题。卷烟生产技术人员针对存在的问题进行原因分析，判断主要成因来自CH烟包美容器，该设备存在主要存在以下问题：

（1）加热板气缸动作发生故障难以及时发现；

（2）长时间停机，烟包停留在美容器内造成“烫斗烟”。

针对美容器进行问题分析，主要成因为：

（1）CH烟包美容器有六块加热板，分为前上、中、下板一组，后上、中、下板一组的方式对烟包进行加热美容，加热板分冷区和热区，根据生产情况，由 PLC 程序控制器控制气动元件（电磁阀、气缸），驱动加热板处于热区或冷区工作。但是当加热板位置不符合程序设定要求时，往往难以及时发现，容易造成烟包包装膜无美容、过美容或部分无美容的情况出现。

（2）在气缸动作正常的情况下，导致美容器箱体内热量积聚过多，对产品的过度烘烤，产生“烫斗烟”，严重时会出现盒内烟支粘连、盒盖打不开等质量问题。

2 设计思路

现阶段面对以上问题，只能通过加强自检巡检及人工取出等办法避免缺陷产品的流出，但始终存在一定的质量隐患。随着自动化技术的发展，减少人为参与因素，将员工的精力转移到更为重要的工作上是趋势所向。我们针对存在问题进行技术改进研究，提升小盒包装膜外观质量。

（1）设计一种准确检测加热器位置的方法：分析美容器运行过程中加热板动作流程，研究出准确检测加热器工作位置的方法，发生故障时输出停机报警信息。

（2）设计一种准确剔除被长时间加热烟包的方法：研究判定烟包被加热时长的方法，对超时加热烟包进行准确剔除。

3 机构组成

机构的组成主要由加热板位置检测、盒包加热时长计算、人机界面、剔除系统组成。

3.1 加热板位置检测

箱体内共有2套加热板，分别是一工位加热板和二工位加热板，每套加热板都分冷区位置和热区位置。根据生产情况，由 PLC 程序控制器控制气动元件（电磁阀、气缸），驱动加热板处于热区或冷区工作。低速运行时，二工位加热板处于冷板状态；高速运行时，两套加热板处于热板状态；停机时，两套加热板处于冷板状态。

因缺少对加热板位置的检测，故障难以及时发现，可通过加装传感器检测加热板实际位置是否符合程序要求。通过实测箱体内正常工作时温度达到80℃，长期处于温度较高的环境，电气元件容易损坏，采用磁性开关可通过检测活塞的磁环位置，从而达到检测加热板位置的目的，且长期处于室温环境，工作稳定可靠。综上所述，通过加装四个磁性开关检测两个气缸的前后工作位置。

3.2 盒包加热时长

在气缸动作正常的情况下，导致美容器箱体内热量积聚过多，对产品的过度烘烤，产生“烫斗烟”，严重时会出现盒内烟支粘连、盒盖打不开等质量问题。

可通过将GDX2包装机组运行继电器3K1的信号接入PLC，通过程序设计判断停机时长是否超出设置的时间，并对相关烟包进行标记，供后续进行剔除使用。

3.3 剔除系统

剔除位置选择离美容器工位最近的CT剔除口，具体实现方法如下：

剔除信号接入方式：通过将CT条盒上方成形检测3S486的信号串接到PLC输出点上，当需要剔除时，断开3S486的高电平信号，输出低电平的信号到GDX2电控柜，模拟缺包信号，形成剔除。这里需要特别注意的是GDX2电控柜的输入点带自诊断信号，所以当模拟缺包信号时，在断开3S486信号的同时需要输入带自诊断信号的低电平，否则会造成原机错误停机。

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图1 凹轮的安装位置

陷烟包的跟踪定位方式：通过加装两个凹轮来实现，凹轮1安装在CH与CT之间的联轴器上，用于定位跟踪美容器箱体内的烟包位置，识别需要剔除的烟包所在的烟条。凹轮2安装在条盒输送辊轮轴上，用于进行烟条的移位跟踪。

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图2 剔除流程图

.4 人机界面

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图3 人机界面

研分析操作人员、维修人员需求，设计出满足不同人群使用需求的人机交互界面，达到操作方便、信息齐全、简洁明了的要求。如图3所示：

4 结语

通过对GDX2包装机组CH小包美容器的改进，基本杜绝了CH烟包美容器造成的烟包包装膜无美容、部分无美容、盒内烟支粘连、盒盖打不开等问题烟包流入下道工序，减少截停、检验、人工翻箱等人工质量追溯环节。试验证明，当停机时间过长或者气缸未作业到指定位置时，小包美容器烟包质量检测装置会精确无误将其所在烟条剔除，有效弥补了小包美容器对烟包的检测和剔除功能的缺失，能适应各类卷烟包装生产企业，实现对小包美容器加工的烟包进行检测和对小包美容器不合格品的剔除。

参考文献

[1]樊尚春. 传感器技术案例教程. 机械工业出版社, 2020.01

[2]徐世许. 可编程序控制器应用技术（欧姆龙CJ1/CJ2系列）, 机械工业出版社2018.12

[3]邓则名,谢光汉. 电器与可编程控制器应用技术. 机械工业出版社, 2008.08

[4]YB55型硬盒包装机使用说明书，上海烟草机械有限责任公司

作者简介：潘伟波，1989年生，大学本科，助理工程师，技师，广东中烟工业有限责任公司广州卷烟厂卷接包车间电气维修工，主要从事卷接包车间设备电气维修工作。