FOCKE408条盒透明纸折叠成型气路优化研究

徐思庶1，2，王振坤1，2，马云1，2，罗海洋1，2，张志超1，2（通讯作者），鲍敏1，2，金若琦1，2，王媛1，2，张政1，2

1. 湖北中烟工业有限责任公司，武汉市东西湖金山大道1335号 430040；  2. 湖北中烟工业有限责任公司武汉卷烟厂，武汉市东西湖区环湖路特66号武汉卷烟厂新厂 430040

摘要：“书本式”烟包产品的条盒透明包装是由FOCKE408设备完成的。针对“书本式”烟包条盒透明纸包装时，易引起设备故障停机，以及产生质量缺陷的问题，通过对FOCKE408二号轮设计改造，提升了透明纸折叠过程中的稳定性，并降低废品率。

关键词：FOCKE408； 异型产品 ； 透明纸折叠

引言：包装透明纸是卷烟包装的一个重要组成部分，作用在于使烟包与空气隔绝以起到防潮的效果。由于透明纸覆盖于烟盒表面，其成型效果、平整度等直接影响烟包外观质量。随着行业发展和大量异型产品的上市，对透明纸折叠包装的要求也越来越高。

1 项目背景及意义

    “书本式”烟包产品，与常规纸质条盒相比“书本式”烟包使用更为宽大的硬质条盒，所需的条盒透明也需要更为宽大。在条盒透明纸裹包生产过程中，常常出现错压，散包，搭口歪斜等质量缺陷。为杜绝这一现象，车间采取人工清废这一道工序，但是这一道工序占据了过多的人力物理，降低了企业生产效率，加剧了人工成本。为了提升产品质量，减少人员用工，决定研发一套适用于FOCKE408设备条盒透明纸辅助折叠成型组件，有效减少条盒透明纸导致的质量缺陷。该设计已申请发明专利。

2 项目研究内容

2.1 透明纸折叠成型现状

产品对象是“书本式”烟包产品，目前其生产过程中的透明纸包装环节借助的是FOCKE408设备来完成，此种生产模式为行业首创。包装过程中容易出现透明纸折叠相关的质量缺陷，引起的设备停机次数多，影响了生产效率。通过对设备进行跟踪记录得到：

表1 设备跟踪记录结果

监测项目	实际数据
设备速度	25条/min
产量	42.6箱/班
停机次数	83次/班
故障停机时间	62.1分钟/班
质量缺陷数	327.5条/班

2.2透明纸工艺特性研究

FOCKE408设备使用的透明纸材料是高亮度收缩BOPP烟膜，其尺寸为325*360mm。其使用的透明纸相较于普通透明纸更为宽大。实际生产过程中透明纸相关缺陷主要是透明纸右侧大面热封不好造成的透明纸泡皱、烫封不齐。原因是透明纸右侧大面重量大于透明纸自身韧性从而导致透明纸在折叠过程中不能保持竖直状态从而导致透明纸折叠缺陷。

 2.3 透明纸折叠结构工作原理研究

FOCKE408设备结构紧凑，设备二号轮间歇运动做工，停顿时第一工位完成通过负压完成对透明纸的吸取；第二工位时一号论推送来的烟包将原本吸附在二号轮上的透明纸压入工位将透明纸折叠成“U”形，再由右侧铲边将透明纸“U”形右边伸出处进行折叠，后左侧热封铲边将“U”形左边进行折叠热封，完成透明纸长边折叠与热封。

2.4透明纸折叠故障原因分析研究

FOCKE408设备透明成型为竖式折叠，透明纸折叠的故障就多发于第二工位，烟包推送入第二工位时很难使透明纸在折叠过程中保持伸展挺阔。同时实际生产中，硬木条盒的外盒材料不同于普通的外盒材料，其自身存在一定的硬度，在生产过程中会有微量的大小浮动，硬木条盒进入二号轮过程并随二号轮转动时完成了硬木条盒透明纸封口端折叠成型，即推入的硬木条盒烟包先将透明纸折叠成“U”形，再由右侧铲边将透明纸“U”形右边伸出处进行折叠，后左侧热封铲边将“U”形左边进行折叠热封。

3 透明纸辅助系统折叠成型设计

3.1 技术要求

通过对透明纸工艺特性和FOCKE408设备透明纸折叠结构工作原理研究我们总结了几点折叠成型气路装置设计需要具备的技术要求：

A：添加一套透明纸辅助系统使透明纸折叠时能保持竖直状态。

B：受限于FOCKE408设备结构紧凑，传统辅助折叠机构不适用于FOCKE408设备二号轮，需设计一套小巧的透明纸辅助系统以适配FOCKE408设备。

C：添加的透明纸辅助系统需易于维护保养。

3.2折叠成型方式研究

为符合透明纸辅助系统折叠成型设计的技术要求，可选的辅助折叠方式有机械辅助与气路辅助，两种方式对比如下：

表2 对比分析表

项目	设备适配度	设计难度	机构稳定性	维护保养	改造成本
气路辅助	优	优		优	优
机械辅助			优

机械辅助折叠机构优势在于机构稳定性，但气路辅助折叠机构可以通过优化设计降低其与机械辅助折叠机构之间稳定性的差距。

气路辅助折叠机构其优势在于通过二号轮转动位置调节分配盘使得结构小巧能与FOCKE408设备更好的适配。定期的清理气路管道就可以起到维护保养的作用，维护简便。

综上所述气路辅助折叠机构整体优于机械辅助折叠机构。

3.3 气路辅助折叠装置可行性分析研究

实验1：选择FOCKE408设备，将一段气管置于二号轮第二工位右侧长边折叠处向上持续输出压缩空气。

表3 实验1结果表

监测项目	原有数据	实验数据
设备速度	25条/分钟	25条/分钟
产量	42.6箱/班	45.2箱/班
停机次数	83次/班	40.7次/班
故障停机时间	62.1分钟/班	35.3分钟/班
透明纸搭口缺陷数	270.8条/班	123.9条/班

实验观察发现：向上的压缩空气吹起右侧透明纸使其保持竖直状态以利于透明纸的折叠。透明纸搭口缺陷数大幅降低，FOCKE408设备气路辅助折叠机构方案可行。

3.4出口气压工艺范围的研究

基于本次改造对气压大小进一步优化，通过实验测试出最适合FOCKE408设备生产运行的气压大小。出口气压工艺范围的研究，只涉及口气压＜6 bar的范围。实验2：模仿真实生产环境，使用5bar 4bar 3bar 2bar四种跟踪记录生产数据进行对比：

表4 实验2结果表

出口气压	停机次数	停机时间	透明纸折叠缺陷数量
5BAR	53.6次/班	40.1分钟/班	153.7条/班
4BAR	35.2次/班	30.9分钟/班	98.7条/班
3BAR	19.9次/班	15.2分钟/班	47.4条/班
2BAR	40.7次/班	35.3分钟/班	123.9条/班

实验观察发现，当气压控制在3bar时，透明纸折叠缺陷最少设备可以稳定运行；当气压低于3bar时，会造成透明纸折叠缺陷大幅增加几乎与改造前一致 ，设备无法连续运行；当气压高于5bar时，强烈的正压使透明纸折叠面剧烈晃动导致缺陷增加。所以生产时使用3bar的气压最为合适。

5 研究成果

本次改造优化FOCKE408设备透明纸折叠系统，从根本上解决因透明纸折叠过程中不挺阔而导致的质量缺陷并减少了停机时间。

6 结束语

本设计实现了透明纸“U”形右边伸出处形成竖直状态，便于透明纸折叠成型，保证硬木条盒透明纸封口端包装质量稳定，使FOCKE408在运行稳定，质量稳定且具备了一定的容错率。通过对FOCKE408透明纸折叠气路装置进行研发应用，提高了设备调整的灵活性及精度，解决了气路装置位置难以调整，条透明搭口侧封质量难以保证等问题，极大的提升了产品质量，取得了预期效果。

参考文献

[1]王超楠, 任达森, 张朝珍,等. 一种耐折叠高阻隔复合包装薄膜的磁控溅射制备工艺:, CN108265276A[P]. 2018.

[2]王强. YB45包装机小盒商标纸吹风装置的设计[J]. 科学技术创新, 2018(10):2.

[3] 烟机设备机械修理工基础知识[J].全国烟草行业职业技能鉴定培训教材.

作者简介：徐思庶、研究生、助理工程师、东北林业大学工程技术学院林业工程专业，主要研究方向：卷烟机设备管理；Tel：[phone]。

通讯作者简介：张志超，本科，注册安全工程师，工程师，政工师，主要研究方向：安全管理、人力资源管理，Tel：[phone]。