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ENGLISH0755-88840386包裝機(jī)玻璃紙散包檢測裝置設(shè)計及應(yīng)用
發(fā)布時間：2020-06-15 16:33:16 |來源：網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
1研發(fā)背景
長期以來，小盒煙玻璃紙散包缺陷一直是困擾卷煙生產(chǎn)企業(yè)的一個質(zhì)量難題，究其原因主要有兩個方面，一是材料帶有靜電使得玻璃紙傳送不暢所致；二是機(jī)器部件磨損或調(diào)整不到位使得玻璃紙折疊不規(guī)則所致。由于設(shè)備的高速運轉(zhuǎn)使得操作人員難以觀察到散包質(zhì)量缺陷的出現(xiàn)，使得帶有玻璃紙散包質(zhì)量問題的煙包頻繁流入消費者市場，對產(chǎn)品信譽(yù)度造成不利影響。因此，設(shè)計一種準(zhǔn)確可靠的玻璃紙散包檢測裝置具有重要的使用和推廣價值。
2設(shè)備簡介
包裝機(jī)是中國煙草總公司在20世紀(jì)90年代初從意大利某公司引進(jìn)全套技術(shù)，通 過吸收消化后國產(chǎn)化的卷煙包裝設(shè)備，它釆用某公司開發(fā)的電控系統(tǒng)，系統(tǒng)之間通過LAN網(wǎng)絡(luò)通訊，控制程序通過某公司自行開發(fā)的語言設(shè)計，控制硬件主要包括數(shù)字輸入板、數(shù)字輸出板、模擬輸入板
3功能需求
根據(jù)生產(chǎn)要求，檢測裝置應(yīng)該具有識別、 移位和剔出三大功能
4硬件設(shè)計
從控制原理圖可以看出，檢測裝置的硬件設(shè)計包括四個部分，即控制器、散包檢測傳感 器、同步器和剔出閥。
4.1控制器的選擇
依據(jù)控制原理圖，檢查裝置選用PLC作為控制器，該P(yáng)LC具有可靠性高，抗 干擾能力強(qiáng)、性價比高等特點，其指令豐富， 指令功能強(qiáng)，易于掌握，操作方便，內(nèi)置有4 個高速計數(shù)器、2個高速脈沖輸出、1個RS485 通訊口，其主要配置情況如下：
表1控制器主要技術(shù)參數(shù)
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控制器型號 |
配置及規(guī)格 |
實際需求 |
是否滿足 |
|
|
S7-200 |
工作電源 |
220VAC |
220 VAC 或 24VDC |
滿足 |
|
輸入點數(shù) |
8,24VDC |
2,24VDC |
滿足 |
|
|
輸出點數(shù) |
6,24VDC |
1,24VDC |
滿足 |
|
|
輸出形式 |
晶體管 |
晶體管 |
滿足 |
|
|
執(zhí)行速度 |
0.37us/指令 |
W1.7us/指令 |
滿足 |
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|
存儲容量 |
40964字節(jié) |
1024字節(jié) |
滿足 |
|
4.2散包檢測傳感器
檢測裝置選用某公司的型光電開關(guān)作為傳感器，該公司專門針對高速移動檢測目標(biāo)而設(shè)計，具有精度高和響應(yīng)快的特點，傳感器配備有一個雙數(shù)字顯示監(jiān)視器， 可以實時觀察靈敏度的預(yù)置數(shù)值和當(dāng)前數(shù)值， 設(shè)置簡單方便。其主要配置情況如下：
表2傳感器主要技術(shù)參數(shù)
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傳感器型號 |
配置及規(guī)格 |
實際需求 |
是否滿足 |
|
|
? FS-V21G |
工作電源 |
12-24 VDC |
24VDC |
滿足 |
|
檢測距離 |
90mm |
N50 mm |
滿足 |
|
|
輸出類型 |
NPN |
NPN |
滿足 |
|
|
輸出狀態(tài) |
DON/LON |
LON |
滿足 |
|
|
反應(yīng)時間 |
500 |is |
W1250ps |
滿足 |
|
4.3同步器的選擇
由于同步傳感器用于采集移位信號，其控制精度要求沒有同步散包傳感器高，因此，檢測裝置選用某公司的接近開關(guān)作為同步器，其規(guī)格如下所示：
表3同步器主要技術(shù)參數(shù)
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同步器型號 |
配置及規(guī)格 |
實際需求 |
是否滿足 |
|
|
% HL-S20 |
工作電源 |
12-24VDC |
24VDC |
滿足 |
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檢測距離 |
50mm |
930 mm |
滿足 |
|
|
輸出類型 |
NPN |
NPN |
滿足 |
|
|
輸出狀態(tài) |
常開 |
常開 |
滿足 |
|
|
反應(yīng)時間 |
980 |jls |
W12503 |
滿足 |
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4.4剔出閥的選擇
剔出閥用于剔出生產(chǎn)線上的缺陷煙包，對其性能要求主要在于速度。本檢測裝置選用某公司的電磁閥作為剔 出閥，其主要性能如下所示：
表4電磁閥主要技術(shù)參數(shù)
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電磁閥型號 |
配置及規(guī)格 |
實際需求 |
是否滿足 |
|
|
g 111B-5551BAAA |
工作電源 |
24VDC |
24VDC |
滿足 |
|
壓力范圍 |
0~4bar |
m3 bar |
滿足 |
|
|
輸出狀態(tài) |
常閉 |
常閉 |
滿足 |
|
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動作頻率 |
250Hz |
\100Hz |
滿足 |
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5.2程序設(shè)計
根據(jù)控制流程圖，小組成員通過某公司的軟件程序開發(fā)環(huán)境進(jìn)行程序設(shè)計，如下：
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Symbol |
Var Type |
Data Type |
Comment |
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10.1 |
TEMP |
BOOL |
散包傳感器輸入信號 |
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10.3 |
FEMP |
BOOL |
同步傳感器輸入信號 |
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Q0.3 |
TEMP |
BOOL |
剔出驅(qū)動輸出信號 |
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SM3.2 |
FEMP |
BOOL |
上電計數(shù)器復(fù)位 |
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MO.O |
TEMP |
BOOL |
散包信號自保繼電器 |
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T37 |
TEMP |
BOOL |
輸出信號IMS時間繼電器 |
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C100 |
TEMP |
BOOL |
移位信號計數(shù)器 |
安裝好后的取洋閥
切點在刀槽輻的中垂線（中心 線）上。與圓切刀一樣的道理，顯然，滿足正常 剪切的條件是咬入角a小于或等于基材與圓刀 之間的摩擦角P,即aW%這是較理想的剪切位 置。但對準(zhǔn)中垂線（中心線）不易做到，不是偏 前就是偏后。
2.2當(dāng)?shù)镀悬c在輻的中垂線以前時。
除滿足aW0外，因剪切刃口不在最高點， 基材切開后還要再向最高點運動，使切刀的附 加摩擦增加，熱量也增加，刀片的散熱條件惡 化，切口質(zhì)量變差，易產(chǎn)生粉塵。另外由于一 般基材不可能只與刀槽輻點接觸,是有一定的包 繞角，操縱者工作中一般是站在輻筒后面中的右面，有時視角不好，會將進(jìn)刀深度調(diào) 深，使切點再往左挪，以至有時會挪到基材與 刀槽輻的接觸點以前時，使基材處于漂浮狀態(tài) 中剪切，很不穩(wěn)定，剪切質(zhì)量也受影響。
2.3當(dāng)?shù)镀悬c在刀槽輻的中垂線以后時。
在滿足aW。外，基材經(jīng)過刀槽輻的導(dǎo)引， 平服穩(wěn)定，視角也好，此時剪切效果較好。基 材離開切刀后不會有附加運動，刀片散熱條件
使用效果
該檢測裝置在我廠投入使用后，能準(zhǔn)確識 別玻璃紙散包，工作穩(wěn)定，效果顯著。目前， 已在我廠的所有的包裝機(jī)上推廣使用。 較好。故一般采用平切刀分切基材時，常取刀 片切點在輻中心稍后的位置，這樣散熱及切口 質(zhì)量都較好，產(chǎn)生粉塵較少。
懸空切
懸空切即基材張緊在兩個距離很近 的輻筒上（也即基材是懸空的），用裝在刀柄上 的刀片切開。很明顯，滿足正常剪切的條件是咬 入角a小于或等于基材與圓刀之間的摩擦角|3, 即aW。才能正常剪切。在b 段，基材離輻筒近，剛性好，不易變形，抵抗 切刀垂直方向的分力較好，受力情況較好。一 般設(shè)計懸空切刀時，切點到左輻中心距離b小 于B,且盡量縮短b的長度。這樣切口穩(wěn)定，切 邊質(zhì)量較好。
結(jié)語
圓盤切刀在剪切過程中是旋轉(zhuǎn)的，刃口是 變化的；圓盤刀散熱好、耐用、不易鈍、產(chǎn)生 的粉塵相對較少、切口光滑、能切厚度厚、材 質(zhì)硬的基材；但缺點是不能切寬度很窄的產(chǎn)品、 換刀難、體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價較高。平切 刀、懸空切刀結(jié)構(gòu)簡單，造價低、換刀易、可 切寬度很窄的產(chǎn)品；但平切、懸空切在剪切過 程刃口是固定不變的，散熱差、易鈍、切口光 潔度較差、易產(chǎn)生粉塵，不適合切厚度厚、材 質(zhì)硬的基材，只宜分切較薄的塑料薄膜。
在設(shè)計時，可根據(jù)客戶具體的要求而采用 相應(yīng)的切刀。
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