新型紙帶檢測裝置的研究

劉慶永 紀(jì)志敏 李曉東

摘 要：ZJ17卷接機(jī)組是主要的卷煙生產(chǎn)中速機(jī)型，其運(yùn)行速度和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，在生產(chǎn)中仍被廣泛應(yīng)用。有的ZJ17機(jī)組的盤紙拼接段傳感器[1]無斷紙檢測功能，檢測不到盤紙時(shí)，卷煙機(jī)不會停機(jī)或報(bào)警，一旦發(fā)生盤紙錯(cuò)位等問題，極易造成產(chǎn)品質(zhì)量問題。因此，如何使ZJ17卷接機(jī)組具備斷紙檢測、報(bào)警和停機(jī)功能是需要重點(diǎn)研究的問題。

關(guān)鍵詞：ZJ17卷接機(jī)組；盤紙拼接段傳感器；紙帶；斷紙

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.16.087

0 引言

ZJ17卷接機(jī)組工作過程中，卷煙紙需要穿過盤紙拼接段傳感器，以便于含拼接段煙支的檢測和剔除。但由于種種因素，盤紙可能錯(cuò)穿到傳感器之外，造成拼接段傳感器監(jiān)測不到盤紙接頭，導(dǎo)致含拼接段煙支通過而造成產(chǎn)品質(zhì)量問題。

當(dāng)有拼接段通過時(shí)，拼接段傳感器[3]產(chǎn)生電信號傳送到PLC控制器，通過PLC處理后輸出到剔除裝置，經(jīng)過固定的脈沖數(shù)，電磁閥動(dòng)作將含有拼接段的煙支剔除。

有的ZJ17機(jī)組的拼接段傳感器只具備上述的拼接段檢測功能，很少具備類似ZJ112機(jī)組拼接段傳感器的斷紙檢測功能。因此，在檢測器無紙通過時(shí)，機(jī)組正常運(yùn)行而不會發(fā)出報(bào)警或停機(jī)。

因此，根據(jù)ZJ112機(jī)組拼接段傳感器斷紙檢測功能的原理，研制新型的ZJ17紙帶檢測裝置，使機(jī)器具備斷紙報(bào)警和停機(jī)功能是解決問題的有效途徑。

1 ZJ17機(jī)組紙帶檢測的組成及工作原理

ZJ17機(jī)組紙帶檢測傳感器包括B14拼接段傳感器，和B26斷紙傳感器。紙帶由紙盤自動(dòng)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)轉(zhuǎn)換后，紙帶由空紙盤切換到滿紙盤供應(yīng)。首先經(jīng)過B14檢測拼接段，檢測到拼接段后B14的指示燈閃亮，最后經(jīng)過B26檢測是否存在紙帶。B14檢測到的拼接段煙支經(jīng)過固定的脈沖數(shù)后在濾嘴接裝機(jī)部分剔除，B26檢測不到紙帶即報(bào)斷紙故障停機(jī)。

有些ZJ17機(jī)組的拼接段傳感器具有斷紙檢測功能，與B26共同對紙帶的兩個(gè)位置進(jìn)行監(jiān)測。然而，對于拼接段傳感器沒有斷紙檢測功能的機(jī)組，斷紙檢測功能主要靠B26來實(shí)現(xiàn)。

B14位于紙盤端，B26位于紙帶末端，當(dāng)紙帶未穿在拼接段傳感器工作區(qū)之內(nèi)時(shí)，紙帶仍然處于未斷狀態(tài)，B26檢測到紙帶未斷，機(jī)組仍然繼續(xù)工作。

2 實(shí)現(xiàn)B14側(cè)斷紙檢測功能的方案制定

通過研究紙帶拼接段傳感器具有檢測功能的機(jī)組結(jié)構(gòu)，并通過現(xiàn)場論證與分析，提出三個(gè)解決方案。

2.1 方案一：將B14更換為具有斷紙功能的檢測器

針對拼接段傳感器B14不具備斷紙檢測功能，考慮將B14更換為具有斷紙功能的檢測器。

經(jīng)過查詢與比較，雖然更換傳感器操作簡單，但是含斷紙檢測功能的拼接段傳感器價(jià)格較高，而且現(xiàn)有B14傳感器拼接段檢測功能完好，更換既需要增加高額投入，又造成了現(xiàn)有良好備件的浪費(fèi)。

2.2 方案二：在B14附近加裝斷紙傳感器

針對拼接段傳感器B14不具備斷紙檢測功能，設(shè)計(jì)在B14附近加裝與B26同型號的斷紙傳感器。

經(jīng)過現(xiàn)場對照與測量，加裝斷紙檢測B26只需與原B26電路并聯(lián)即可，易于實(shí)現(xiàn)。然而，斷紙傳感器體積較大，盤紙轉(zhuǎn)換部分機(jī)身結(jié)構(gòu)空間有限，通過安裝斷紙傳感器的方法解決問題，安裝實(shí)施難度較大，安裝后使用不便。

2.3 方案三：增加B14斷紙檢測功能

經(jīng)過與B14具備斷紙功能的機(jī)組對比，提出在原有拼接段傳感器B14上增加其斷紙檢測功能。

在不改變原B14傳感器和控制電路的基礎(chǔ)上，增加一小型傳感器，通過斷紙停機(jī)電路和閃光電路的共同作用實(shí)現(xiàn)報(bào)警和停機(jī)的功能。此方案雖然技術(shù)難度大，但是比較可靠[4]，便于操作。

經(jīng)過方案對比，發(fā)現(xiàn)方案三具有成本低，安裝、調(diào)整和維修方便等特點(diǎn)，其電路功能的實(shí)現(xiàn)可以通過技術(shù)手段解決。因此，選擇方案三來實(shí)現(xiàn)B14的斷紙檢測功能。

3 B14斷紙檢測功能的方案實(shí)施

3.1 斷紙閃光報(bào)警方案實(shí)施

通過查閱ZJ17機(jī)組圖紙，考慮利用盤紙更換提示燈H16作為斷紙報(bào)警的閃爍燈。這就需要在原H16電路上并聯(lián)一閃光報(bào)警電路[2]電路，使得H16在更換盤紙和檢測不到盤紙時(shí)都呈現(xiàn)閃爍狀態(tài)。

經(jīng)過對比選擇，設(shè)計(jì)如圖1所示的閃光電路。

當(dāng)接入+24V電源時(shí)，由電阻、電容、三極管和固態(tài)繼電器SSR組成的閃光電路A1控制斷紙報(bào)警燈H16閃爍，實(shí)現(xiàn)紙帶不在傳感器監(jiān)測范圍內(nèi)報(bào)警閃爍的功能。

3.2 斷紙停機(jī)方案實(shí)施

選擇與B14形狀和大小相仿的叉型傳感器作為紙帶是否在工作位置的檢測器B，當(dāng)紙帶不在檢測范圍內(nèi)時(shí)，叉型傳感器的指示燈亮，輸出高電平信號。將叉型傳感器的輸出點(diǎn)與繼電器的線圈相連，繼電器常開觸點(diǎn)串聯(lián)于24V電源和斷紙檢測輸入點(diǎn)X20/X21之間，得到繼電器系統(tǒng)A2。

根據(jù)圖紙中B26監(jiān)測不到紙帶存在時(shí)候?qū)⑿盘杺魉偷絇LC，PLC即發(fā)出斷紙停機(jī)信號，機(jī)器停止運(yùn)行。此處利用B26的PLC輸入點(diǎn)作為紙帶不在工作位置的停機(jī)信號輸入點(diǎn)，將新傳感器裝置的輸出線與B26的輸出線并聯(lián)，使兩個(gè)斷紙傳感器裝置共同作用于PLC。

3.3 斷紙報(bào)警停機(jī)功能實(shí)現(xiàn)

根據(jù)3.1和3.2的討論分析，設(shè)計(jì)斷紙報(bào)警停機(jī)電路如圖2所示。

根據(jù)設(shè)計(jì)的電路圖，利用電子元件焊接加工斷紙報(bào)警停機(jī)電路，制作并安裝所得的實(shí)物圖如圖所示3所示。

4 新型紙帶檢測裝置的應(yīng)用研究

將新型紙帶檢測裝置安裝于ZJ17卷接機(jī)組，通過為期兩年的跟蹤使用，未再次出現(xiàn)因紙帶未穿進(jìn)傳感器而不報(bào)警停機(jī)的現(xiàn)象。

新型紙帶檢測裝置的應(yīng)用提高了機(jī)組運(yùn)行的可靠性，有效保證了產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)還降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了原材料等。

5 小結(jié)

技術(shù)人員將紙帶檢測裝置的改動(dòng)部分及操作注意事項(xiàng)對操作人員進(jìn)行現(xiàn)場說明，將設(shè)計(jì)的圖紙歸檔，編號管理納入備件手冊。

在試驗(yàn)成功的基礎(chǔ)上，逐步完成對其他B14傳感器不具備斷紙檢測功能機(jī)組的改進(jìn)，完成新型紙帶檢測裝置的推廣應(yīng)用。

對于新型濾嘴接收機(jī)管道檢測裝置的運(yùn)行情況進(jìn)行長期跟蹤觀察，及時(shí)總結(jié)本次項(xiàng)目中的得失成敗及經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，為后續(xù)改進(jìn)活動(dòng)奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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[4]王俊.煙機(jī)可靠性定性研究[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1996（04）：156-162.

作者簡介：劉慶永（1986-），男，山東臨沂人，碩士，研究方向：自動(dòng)控制。