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ZB25包裝機(jī)是在消化吸收意大利某公司GDX1包裝機(jī)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)制造的軟包裝煙草包裝設(shè)備。ZB25包裝機(jī)是我國煙草行業(yè)的主流機(jī)型，具有效率高、性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。出口帶是ZB25包裝機(jī)主機(jī)的一部分，是煙包從主機(jī)4號(hào)輪到下游機(jī)的輸送通道。通過電磁離合器的接合和分離，由主機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)皮帶旋轉(zhuǎn)。我廠目前使用的ZB25包裝機(jī)一直有一個(gè)未解決的問題。生產(chǎn)完成后，出口帶上的煙包無法正常轉(zhuǎn)移到下游機(jī)器并停留在傳送帶上，因此操作員只能手動(dòng)拉出煙包，導(dǎo)致每天高達(dá)48.5包的廢煙包數(shù)量。手工切煙，一方面產(chǎn)生廢煙包，增加原輔材料消耗，另一方面影響生產(chǎn)效率，同時(shí)存在燙傷手的安全隱患。基于上述現(xiàn)象，設(shè)計(jì)一種新的控制方法迫在眉睫，既能影響正常生產(chǎn)，又能在主機(jī)生產(chǎn)后停止輸出煙包時(shí)，實(shí)現(xiàn)出口帶上煙包的自動(dòng)清空。
一、問題現(xiàn)象。
(一)原出口帶的控制原則。
ZB25包裝機(jī)出口皮帶控制框圖如圖1所示。煙包存在檢測(cè)2B576安裝在ZB25包裝機(jī)的4輪出口處，是一個(gè)光纖檢測(cè)開關(guān)，這個(gè)檢測(cè)是出口帶轉(zhuǎn)動(dòng)的控制信號(hào)。當(dāng)2B576檢測(cè)到煙盒時(shí)，傳送帶旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)煙盒從輪4的出口輸出。當(dāng)沒有檢測(cè)到香煙盒時(shí)，傳送帶將立即停止旋轉(zhuǎn)，以確保出口傳送帶上的香煙盒數(shù)量恒定(55盒)。

原控制系統(tǒng)的皮帶工作過程如下:主機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，煙包有無檢測(cè)2B576檢測(cè)到煙包，控制器輸入板無信號(hào)輸入，輸出板N7.21引腳無高電平輸出，固態(tài)繼電器V806不能通電，電磁離合器2Y972必須通電，皮帶與主機(jī)驅(qū)動(dòng)嚙合，于是皮帶隨主機(jī)機(jī)械驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。
(二)缺陷的癥結(jié)所在。
生產(chǎn)結(jié)束，主機(jī)停止煙包輸出，光纖2B576檢測(cè)不到煙包，DC24V高電平信號(hào)送到控制板N12.4引腳，輸出板N7.21引腳輸出DC24V高電平信號(hào)，固態(tài)繼電器V806電動(dòng)，輸出AC110V，電磁離合器電嚙合，皮帶與主機(jī)驅(qū)動(dòng)斷開，皮帶停止轉(zhuǎn)動(dòng)。通過對(duì)原控制系統(tǒng)的分析，發(fā)現(xiàn)缺陷的癥結(jié)在于設(shè)備廠家在正常生產(chǎn)時(shí)只考慮皮帶的自動(dòng)啟停。當(dāng)主機(jī)在生產(chǎn)結(jié)束時(shí)停止輸出煙包時(shí)，皮帶與主機(jī)驅(qū)動(dòng)斷開，出口皮帶停止轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致皮帶上剩余的煙包異常排空。
二、改進(jìn)方案設(shè)計(jì)。
針對(duì)原控制系統(tǒng)的缺陷，我初步設(shè)計(jì)了三種新的控制方法。下面將逐一分析每個(gè)方案，通過比較其有效性、經(jīng)濟(jì)性和可維護(hù)性，找到最佳方案。
(1)外部動(dòng)力控制電磁離合器法。
取代現(xiàn)有控制板，直接控制電磁離合器2Y972，增加110V交流電源。電磁離合器通過按鈕來開啟和關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)電磁離合器的吸引和脫離，從而手動(dòng)控制出口帶。電路原理如圖2所示。這種方案雖然可以實(shí)現(xiàn)清空煙包的目的，但只能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制，正常生產(chǎn)時(shí)皮帶不能自動(dòng)啟停，不能保證皮帶上煙包數(shù)量不變。按鈕控制的110V交流電源不安全，觸點(diǎn)容易損壞。需要在出口皮帶上鉆孔和添加按鈕，因此施工布線復(fù)雜。

(2)控制固態(tài)繼電器輸出電路的方法。
控制固態(tài)繼電器V806的輸出電路，在固態(tài)繼電器的輸出引腳和電磁離合器2Y972之間增加一個(gè)開關(guān)按鈕，通過按鈕控制電磁離合器的通斷，可以手動(dòng)控制出線帶。該方案中的按鈕直接控制110V交流電源，不安全，長時(shí)間頻繁操作容易損壞觸點(diǎn)。電路原理如圖3所示。

(3)控制中央控制板輸出信號(hào)的方法
在中控板的輸出引腳和固態(tài)繼電器V806之間增加一個(gè)開關(guān)按鈕，控制固態(tài)繼電器的輸入信號(hào)，從而控制電磁離合器2Y972和出線帶。該方案不僅可以實(shí)現(xiàn)正常生產(chǎn)過程中皮帶的自動(dòng)啟動(dòng)和停止，還可以在煙包需要清空時(shí)控制皮帶旋轉(zhuǎn)和清空煙包。按鈕控制24V低壓，安全可靠。按鈕可以安裝在電控柜上，方便安裝、接線和維護(hù)，電路原理如圖4所示。

(4)最佳方案的選擇和優(yōu)化
通過三種方案的綜合比較，第三種方案優(yōu)勢(shì)明顯，所以我決定采用第三種方案進(jìn)行改進(jìn)。為了提高第三個(gè)方案的可操作性，我做了三個(gè)優(yōu)化。為了識(shí)別按鈕的開關(guān)狀態(tài)，指示燈用于提示操作員。由于組合式按鈕安全可靠，安裝接線方便，所以選用帶燈自鎖的組合式平型按鈕，點(diǎn)燈電壓為24伏DC。由于按鈕安裝在電控柜上，不需要重新鉆孔，也不會(huì)影響設(shè)備的整體外觀，所以按鈕安裝在電控柜的操作面板上。優(yōu)化后，完整的電路圖如圖5所示。

三、新方法的實(shí)施和效果
確定最佳方案后，我安裝在8#ZB25包裝機(jī)上。電控柜的待機(jī)位置安裝有帶燈的組合按鈕，
按鈕的進(jìn)線端分別接至中控板15號(hào)板和DC24V電源的引腳21，另一端接至固態(tài)繼電器V806的使能輸入信號(hào)和接地端，連接完成。當(dāng)按下手動(dòng)排空按鈕時(shí)，指示燈亮，出料帶旋轉(zhuǎn)，出料帶上的煙包可以完全輸送到下游機(jī)器，不會(huì)產(chǎn)生廢煙包。經(jīng)過三個(gè)多月的跟蹤觀察，新裝置運(yùn)行穩(wěn)定、安全、可靠，設(shè)計(jì)成功。
四、結(jié)束語
本文成功地設(shè)計(jì)了一種新的控制方法。通過增加一個(gè)手動(dòng)清空按鈕，可以自動(dòng)和手動(dòng)控制傳送帶。既能滿足ZB25包裝機(jī)正常生產(chǎn)時(shí)的自動(dòng)啟停，又能在生產(chǎn)結(jié)束時(shí)通過手動(dòng)排空按鈕排空皮帶上剩余的煙包，徹底解決了出口皮帶煙包的浪費(fèi)，帶來了經(jīng)濟(jì)效益，降低了混煙率和切絲率，從而提高了卷煙質(zhì)量，降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，消除了手動(dòng)切煙造成的手燒傷的安全隱患，達(dá)到了設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo)，具有很好的推廣價(jià)值。

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