ZJ17 卷煙機第二分切刀在線清潔控制系統(tǒng)的研制

楊喬智，普林

（云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司玉溪卷煙廠，云南 玉溪 653100）

目前，隨著消費者對卷煙外觀需求的不斷提升，使用印刷轉(zhuǎn)移型煙用接裝紙成為卷煙設(shè)計新的特點、亮點與賣點，已成為一種大趨勢。目前我廠采用的是ZJl7 卷煙機進(jìn)行印刷轉(zhuǎn)移型卷煙的生產(chǎn)，運行速度為5000 支/min。為了保證第二分切刀切割質(zhì)量，我廠采用的是擦拭式清潔裝置，如圖1 所示。但是，在設(shè)備運行一段時間后，清潔毛氈上的清潔劑會揮發(fā)，容易造成濾嘴端面染色的質(zhì)量缺陷。

圖1 ZJ17 卷煙機擦拭式清潔方式示意圖

于是，設(shè)計了一款ZJ17 卷煙機圓盤切刀清潔系統(tǒng)，從而能在不停機取出切刀進(jìn)行清潔的情況下，時時有效清潔濾嘴煙支圓盤切刀，避免其在切割水松紙、濾嘴、煙支時，由于水松紙掉色、濾嘴材料加糖、加香、煙支焦油、膠水附著造成的切刀鋒面污染積垢，從而進(jìn)一步避免因切刀鋒面污染積垢造成產(chǎn)品切割品質(zhì)下降，形成對產(chǎn)品的二次污染。

1 第二分切刀清潔裝置改進(jìn)的探索

該清潔裝置改進(jìn)前在實際使用過程中，主要存在的問題是清潔時間間隔短，需要停機人工噴射清潔劑，設(shè)備運行效率低。

清潔裝置的清潔功能主要是通過清潔媒介來實現(xiàn)，而清潔媒介中需要添加清潔液，需要清潔液供給系統(tǒng)，清潔液的供給量、供給頻次又需要一個控制系統(tǒng)精確控制，可以借鑒GDX2000 型包裝機的內(nèi)襯系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用的是石蠟油桶儲存、系統(tǒng)控制噴射，噴嘴噴射石蠟油在毛氈上，內(nèi)襯運行過程可將石蠟油涂抹在內(nèi)襯上的方式進(jìn)行。基于借鑒思路，我們設(shè)計了第二分切刀在線清潔控制系統(tǒng)方案，如圖2 所示。

圖2 第二分切刀在線清潔控制系統(tǒng)方案

2 第二分切刀在線清潔裝置的設(shè)計

2.1 硬件部件的選型制作

相比s7-200PLC 控制器，80C51 單片機可精確完成相應(yīng)控制、系統(tǒng)穩(wěn)定，成本低，線路可直接集成在控制板上，便于安裝，所以采用單片機作為主控芯片。根據(jù)借鑒，采用壓力桶存儲清潔劑，采用電磁閥控制的清潔噴射裝置進(jìn)行噴射。根據(jù)功能設(shè)計的需求，控制系統(tǒng)需要集成三個按鍵，分別是總氣壓啟停按鍵、自動模式按鍵和手動模式按鍵，分別用于控制總氣壓控制電磁閥的工作狀態(tài)，清潔控制電磁閥的自動工作狀態(tài)，清潔控制電磁閥的手動工作狀態(tài)。所述控制系統(tǒng)還集成了5 個狀態(tài)指示燈，分別是控制系統(tǒng)電源狀態(tài)指示燈、ZJ17 啟停狀態(tài)指示燈、壓力桶料位狀態(tài)指示燈、總氣壓控制電磁閥狀態(tài)指示燈、清潔控制電磁閥狀態(tài)指示燈。根據(jù)功能設(shè)計要求，運用Proteus 軟件設(shè)計控制電路并仿真。

2.2 程序編寫

根據(jù)流程圖編寫程序，部分代碼如圖3 所示。

圖3 部分程序代碼

2.3 “正交實驗”確定最優(yōu)參數(shù)

為了保證清潔取得最佳的效果，需要往清潔毛氈上噴射清潔液，需要對清潔液噴射參數(shù)進(jìn)行確定，噴射因素為：①清潔液噴射位置；②清潔液噴射周期；③清潔液噴射量。如果噴射的間隔時間過長，或者單位時間的噴射量過少，切刀得不到有效的清潔，如果噴射過于頻繁或者單次噴射量過大，則可能在刃口上積累清潔液，污染煙支濾嘴端面。影響噴射因素為噴射位置、噴射周期、噴射量三個因素，噴射參數(shù)最終會影響清潔間隔時間，需要通過正交實驗選擇最優(yōu)值確定噴射參數(shù)。

（1）試驗?zāi)康模和ㄟ^正交試驗優(yōu)選出噴吹參數(shù)的最佳參數(shù)組合。

（2）要考察的指標(biāo)：清潔后濾嘴端面染色時間。

（3）要考察因素：①噴射位置；②噴射周期；③噴射量。

（4）選位級（如表1）。

表1 因素位級表

（5）選用L9（34）正交表，共做9 次試驗，生產(chǎn)上允許。

（6）實施實驗方案（如表2）。

表2 交試驗表

（7）實驗結(jié)果分析。

①極差分析：C 為主要因素，A、B 為次要因素且影響程度A>B；②“看一看”分析：較好的方案是第2 號實驗結(jié)果，其組合為C2A1B2；③“算一算”分析：可以看出較優(yōu)方案是C2A1B2；④結(jié)論：“看一看”的最佳方案與“算一算”的最佳方案一致，可以看出最佳方案為C2A1B2；⑤由實驗得最優(yōu)解同為C2A1B2，為驗證實驗效果，用此組做了五次實驗，結(jié)果如表3。

表3 最優(yōu)組合驗證表

通過以上實驗，最終確定清潔噴射壓位置為毛氈正下方，噴射周期為15s,噴射量為1mL。

采用清潔液，有可能產(chǎn)生二次污染，ZJ17 卷煙機目前安裝有煙支外觀在線檢測系統(tǒng)，首先進(jìn)行模擬油漬煙調(diào)整檢測器，發(fā)現(xiàn)可以100% 剔除油漬煙，試驗結(jié)束查看剔除統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)無油漬煙剔除記錄，說明該系統(tǒng)未引入其他質(zhì)量缺陷。

3 結(jié)語

ZJl7 卷煙機第二分切刀在線清潔控制裝置，實現(xiàn)了第二分切刀的在線清潔功能，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。使用該套在線清潔裝置后，ZJ17 卷煙機設(shè)備運行效率大大提升，經(jīng)過近一年的使用測試，目前已經(jīng)推廣至GD121、PROTORS 2C 等卷煙設(shè)備上。