秦葉濤，陳勁松，黃首霖，蔡洪江，袁 勇

（貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司畢節(jié)卷煙廠，貴州畢節(jié) 551700）

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展、時(shí)代觀念的改變，對(duì)工業(yè)設(shè)備的自動(dòng)化需求越來(lái)越大。YP18 封箱機(jī)是一種用于條煙封箱的設(shè)備。在使用過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)YP18 封箱機(jī)的個(gè)別零部件極易損壞，導(dǎo)致設(shè)備故障，引起生產(chǎn)流程阻滯、卷包及封箱工段現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)秩序紊亂，使質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)大增，增加現(xiàn)場(chǎng)管理負(fù)擔(dān)。為提高YP18 封箱機(jī)自動(dòng)設(shè)備的穩(wěn)定性，減少故障率，本文對(duì)YP18 型裝封箱機(jī)煙箱輸送皮帶控制開(kāi)關(guān)進(jìn)行分析研究，并給出切實(shí)可行的改進(jìn)方案。

1 卷煙裝封箱機(jī)工藝原理簡(jiǎn)介

YP18 卷煙裝封箱機(jī)工藝步驟圖1 所示，條盒由輸入裝置接收并輸送到排列裝置（步驟1），排列成5 條一組后，進(jìn)行自動(dòng)攔截。如果往下工序條煙堆垛還未堆滿，堆垛裝置即開(kāi)始工作（步驟2）。堆垛裝置能夠?qū)⒍讯庀陆狄粋€(gè)條煙的高度，輸送過(guò)來(lái)的5條條盒煙組被推送至條煙堆垛上面。當(dāng)堆垛的層數(shù)達(dá)到預(yù)定5層時(shí)，堆垛完成，檢測(cè)開(kāi)關(guān)發(fā)出信號(hào)，推進(jìn)裝置推手將一垛條盒推入煙箱（步驟5）。

圖1 YP18 卷煙裝封箱機(jī)工藝步驟

條盒進(jìn)行堆垛的同時(shí)，條煙煙箱庫(kù)輸送皮帶將煙箱輸送至待吸取工位，煙箱成形裝置中機(jī)械手通過(guò)其末端的吸盤(pán)將煙箱輸送裝置中直接吸走，旋轉(zhuǎn)并按壓煙箱至條煙入箱工位（步驟3）。在此工位，煙箱下部被下方負(fù)壓空氣吸盤(pán)吸住。煙箱底面被吸住固定后，機(jī)械手吸住煙箱上面，以煙箱側(cè)面寬為半徑作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將煙箱打開(kāi)成形（步驟4）。煙箱成形后，擴(kuò)口裝置前進(jìn)，進(jìn)入煙箱起撐箱和導(dǎo)向作用。煙箱能容兩垛條盒，當(dāng)?shù)诙鈼l盒被推入煙箱，箱滿信號(hào)檢測(cè)開(kāi)關(guān)發(fā)出信號(hào)，關(guān)閉負(fù)壓，吸盤(pán)釋放。兩個(gè)后側(cè)折邊機(jī)構(gòu)向前推動(dòng)后側(cè)折板向內(nèi)折進(jìn)90°，然后煙箱后推手推動(dòng)裝滿條盒的煙箱沿著煙箱軌道經(jīng)過(guò)固定折邊機(jī)構(gòu)、噴膠系統(tǒng)進(jìn)入夾緊工位，噴膠系統(tǒng)將膠噴到側(cè)蓋上，然后夾緊裝置由氣缸驅(qū)動(dòng)將煙箱上、下蓋壓在側(cè)蓋上（步驟6）。在下一個(gè)工作循環(huán)煙箱前推手的推動(dòng)下，經(jīng)過(guò)膠帶自動(dòng)粘貼裝置，進(jìn)入下游機(jī)（步驟7）。

2 煙箱輸送皮帶啟?？刂崎_(kāi)關(guān)原理

2.1 開(kāi)關(guān)關(guān)閉狀態(tài)

煙箱輸送帶啟?？刂崎_(kāi)關(guān)關(guān)閉狀態(tài)如圖2 所示。當(dāng)下一工序沒(méi)有要料時(shí)，紙盤(pán)已經(jīng)被輸送帶送至最左側(cè)準(zhǔn)備下料位置，還沒(méi)有被從左側(cè)過(guò)來(lái)的吸盤(pán)吸走，煙箱在彈性維持支架的作用下處于斜立狀態(tài)。此時(shí)開(kāi)關(guān)擋桿右側(cè)受到煙箱施加的向右的靜壓力，與開(kāi)關(guān)右下方的金屬弧形塊的重力在轉(zhuǎn)動(dòng)軸處形成轉(zhuǎn)動(dòng)力矩平衡，整個(gè)開(kāi)關(guān)處于平衡狀態(tài)。此時(shí)弧形金屬塊與接近開(kāi)關(guān)（即金屬檢測(cè)器）距離接近，經(jīng)過(guò)電路邏輯運(yùn)算及轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)自動(dòng)切斷輸送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電源，煙箱輸送帶停止輸送。

圖2 煙箱輸送帶啟停控制開(kāi)關(guān)（關(guān)閉狀態(tài)）

2.2 開(kāi)關(guān)導(dǎo)通狀態(tài)

煙箱輸送帶啟?？刂崎_(kāi)關(guān)關(guān)閉狀態(tài)如圖3 所示。此時(shí)煙箱正處于被下一工序要料吸盤(pán)吸走的狀態(tài)，煙箱與密切擋桿接觸，向左運(yùn)動(dòng)的煙箱帶動(dòng)擋桿克服金屬弧形塊的重力逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。擋桿及弧形塊逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)至圖3 所示狀態(tài)，弧形塊超出金屬檢測(cè)器的檢測(cè)范圍，經(jīng)系統(tǒng)邏輯判斷后使輸送帶電機(jī)電源導(dǎo)通，輸送帶電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)輸送帶運(yùn)送煙箱。接著煙箱往左完全離開(kāi)之后，弧形塊在極限位置被銷(xiāo)軸撞擊后順時(shí)針轉(zhuǎn)回，使得開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)動(dòng)恢復(fù)到圖2 狀態(tài)。

圖3 煙箱輸送帶啟?？刂崎_(kāi)關(guān)（導(dǎo)通狀態(tài)）

3 存在的問(wèn)題

問(wèn)題1：由于開(kāi)關(guān)需要頻繁轉(zhuǎn)動(dòng)，加上開(kāi)關(guān)本身及弧形配重塊重量較大，造成開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)軸的銅質(zhì)軸套負(fù)荷較重，容易損壞，造成工序停擺。為了不影響產(chǎn)量，只能人工封箱，加重工段的工人勞動(dòng)強(qiáng)度，并可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。

問(wèn)題2：由于擺桿的行程返回需要依靠限位銷(xiāo)軸外圈彈性橡膠將其擊回，受長(zhǎng)期高頻沖擊和氣候因素影響，橡膠外圈緩沖效果不理想，使限位銷(xiāo)軸非常容易松動(dòng)、斷裂，進(jìn)而引起擋桿撞擊銷(xiāo)軸返回的動(dòng)作時(shí)間加長(zhǎng)，使開(kāi)關(guān)在更長(zhǎng)時(shí)間處于閉合，煙箱前進(jìn)量超出設(shè)計(jì)位置，導(dǎo)致煙箱受機(jī)架擠壓變形。

4 改進(jìn)方法

針對(duì)以上問(wèn)題，對(duì)YP18 裝封箱機(jī)工藝流程的相關(guān)位置進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)。針對(duì)問(wèn)題1，將封箱機(jī)原來(lái)開(kāi)關(guān)的銅質(zhì)軸瓦形式改為滾珠軸承方式，并對(duì)開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。針對(duì)問(wèn)題2，將原限位銷(xiāo)釘?shù)姆磸検┝υO(shè)計(jì)改為彈簧設(shè)計(jì)，可以起到降低限位銷(xiāo)釘所受的沖擊力。同時(shí)將橡膠彈性圈替換成高強(qiáng)EPE 珍珠棉圈，增大彈性。改進(jìn)后的開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)形式如圖4、圖5 所示。

圖4 改進(jìn)后的輸送皮帶控制開(kāi)關(guān)（關(guān)閉狀態(tài)）

圖5 改進(jìn)后的輸送皮帶控制開(kāi)關(guān)（導(dǎo)通狀態(tài)）

圖4 所示的工作狀態(tài)和改進(jìn)前工作狀態(tài)（圖2）相同。當(dāng)下一工序沒(méi)有要料時(shí)，紙盤(pán)已經(jīng)被輸送帶送至最左側(cè)準(zhǔn)備下料位置，還沒(méi)有被從下工序要料吸盤(pán)吸走，彈簧處于微張緊狀態(tài)。金屬檢測(cè)器檢測(cè)到金屬弧形塊，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)處理信號(hào)將輸送帶電機(jī)電源切斷，輸送帶停止輸送。

圖5 所示的工作狀態(tài)和改進(jìn)前工作狀態(tài)（圖3）相同。當(dāng)煙箱被下一工序要料吸盤(pán)吸住往左運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)焊接在軸承上的擋桿，同時(shí)焊接在軸承外圈另一側(cè)的金屬弧形塊也隨著軸承外圈的轉(zhuǎn)動(dòng)而離開(kāi)金屬檢測(cè)器。經(jīng)過(guò)系統(tǒng)處理信號(hào)將輸送帶電機(jī)電源接通，輸送帶輸送。煙箱從擋板滑過(guò)后，擋桿被固定在支架上的彈簧固定端向右拉，軸承外圈、弧形塊以及擋桿（焊接在一起）順時(shí)針旋轉(zhuǎn)回圖4 所示的工作狀態(tài)，輸送帶停止。

5 結(jié)束語(yǔ)

改進(jìn)后的YP18 封箱機(jī)煙箱皮帶輸送控制開(kāi)關(guān)，軸承的承載能力比原來(lái)軸與軸瓦的結(jié)構(gòu)形式承載能力更強(qiáng)、摩擦力更小、轉(zhuǎn)動(dòng)更靈活。彈簧的柔性緩沖避免了擋桿沖擊限位銷(xiāo)軸時(shí)絕大部分的沖擊力，能夠極大降低故障頻率，有效降低控制開(kāi)關(guān)故障率，保障設(shè)備有效作業(yè)，減少人力、物力、成本及時(shí)間成本。