基于统计学和TRIZ理论ZJ112卷烟机吸丝带打滑分析与改进

ZJ112高速卷烟机的高速运行造成在生产过程中存在吸丝带打滑现象,吸丝带打滑会造成其下方吸附的烟丝束输送不稳定,烟条内烟丝密度不均匀,进而产生大量竹节烟和烟支重量过轻、过重的不合格品.为减少吸丝带打滑现象产生的频次,采用将六西格玛统计学方法发现问题、验证问题原因的优势与TRIZ理论缩短研发周期、快速提出多种高质量问题解决方案的优势相结合的方式,对ZJ112卷烟机吸丝带打滑进行分析与改进,提出多种技术方案和管理方案.改进措施实施后,降低了吸丝带打滑频次,降低了烟支过轻或过重剔除率,降低了烟支重量标偏,节约了生产成本,提高了产品质量,助力了企业的高质量发展,并对精益改进方面问题的发现、验证和提出改进方案等方面,提供具有借鉴意义的解决方法.

ZJ17D卷接机组水松纸片收集装置控制方式改进设计

为了解决ZJ17D卷接机组因“多余”水松纸片造成的卷烟水松纸多层包裹质量缺陷问题,该文在综合分析了水松纸输送供给装置的工作原理、工艺流程基础上,指出了原有的水松纸片收集装置在工作时不能充分收集“多余”水松纸片的原因。为了减少因“多余”水松纸片卷入造成的卷烟质量缺陷频次,设计了水松纸片收集装置的控制系统及配套工作气路。该系统主要由PLC控制模块、信号采集处理模块、电磁阀、工作气路组成,改进后的水松纸片收集装置避免了设备运行过程中“多余”水松纸片进入组烟造成卷烟水松纸多层包裹质量缺陷问题,降低了质量缺陷产生的风险。

ZJ116B卷接机组烟丝束紧头成形研究与改进

为解决ZJ116B细支卷接机组前道烟丝束紧头密度较低而造成的空头剔除率较高问题,通过对质量调整、烟丝束成形相关零部件的功能原理进行研究分析,发现了一项影响烟支紧头密度大小的重要因素,设计了行之有效的技术改进方案。通过增加质量调整轮摆臂长度,根据不同的目标质量改变削刷点上方吸丝带支撑导辊的直径,改善了烟丝束成形质量。以“泰山(颜悦)”牌号细支烟为对象进行测试,结果表明:对前道改进后,紧头最大密度平均值提高了17.59 mg/cm^(3),与后道趋于一致,总体空头剔除率降低了0.26%,双道烟支同质化水平显著提升。该技术可为各型卷接机组改善烟丝束成形质量提供方案参考。

基于机器视觉的码垛成品烟箱表面缺陷检测模型研究

为解决烟箱码垛后表面缺陷未被检测问题,设计一种烟箱表面图像检测模型。通过提取烟箱表面缺陷特征,形成训练集和与烟箱分类器,并基于机器视觉阈值,引入阈值差比对检测算法,代替传统的人工缺陷检测方法。通过图像预处理、噪声处理、图像特征选择和提取等方法,使阈值和烟箱正向图像进行比对,智能判断烟箱表面是否存在缺陷。改进后,机器人在码垛过程中,能够准确地识别出烟箱表面缺陷并能及时将表面有缺陷的烟箱剔除,准确率达到97%。实验结果表明,烟箱表面缺陷检测模型可满足高质量生产需求,具备优良泛化性能。

基于FMEA和LS–SVM的卷烟卷接过程质量监测与诊断

目的 针对烟支卷接过程质量监测精度低和效率差的问题,提出一种基于最小二乘支持向量机的卷接过程质量监控潜在失效模式及影响分析方法。方法 首先采用FMEA技术对卷接过程潜在失效模式进行识别和措施优先级判定。其次,通过关联度分析法得到关键失效模式的特征信号。最后,利用LS–SVM分类模型构建过程质量监测与诊断模型。通过实际生产数据对所提方法的性能进行验证。结果 对7种不同失效模式的识别,文中所提方法的总体平均识别精度达到93.53%,在识别准确性和识别效率上显著优于BPNN和SVM诊断方法,为卷烟制造过程诊断提供了新的思路。

PROTOS-M5型卷接机组残烟自动回收分类装置的设计

为解决PROTOS-M5型卷接机组生产中产生的跑条烟丝、残烟支、烟末无法分类处理等问题,采用分时自动分离的控制方法,设计了一套残烟自动回收分类装置。该装置主要由PLC、电磁阀、气缸、节流阀、残烟回收箱等部件组成,利用残烟物料产生的时间差,通过PLC程序实现残烟输送带、跑条烟丝输送带、翻板导向器的自动控制,将残烟物料准确有效分离。结果表明:改进后实现了残烟支、跑条烟丝、烟末的自动分类回收,烟丝回用率提高12百分点,烟丝回用量增加0.41 kg/h,每台机组每年可节约烟丝2 363 kg,有效降低了卷烟消耗。

外置式卷接机组梗签分离装置的设计

为降低成品烟丝中的梗中含丝率,减少烟丝浪费,在ZJ17卷接机组的基础上设计了一种外置式梗签分离装置。原机分离出的梗丝混合物进入梗签一次分离装置,在真空悬浮腔内将混合物再次分离;一次分离出的较重烟丝和梗签的混合物输送到除尘房,较轻烟丝输送到梗签二次分离装置,在离心分离腔内将混合物再次分离;二次分离出的较轻烟丝直接进入制烟环节,含有少量烟丝的梗签混合物进入吸尘室。利用Ansys Workbench14.0软件对两种真空悬浮腔进行仿真分析,结果显示:方形腔体的梗丝分离效果好于圆柱形腔体,风分气压范围为-1.8×10~5～-2.3×10~5Pa;将离心分离腔体设计为"马蹄形",有利于气流流速发生变化,减少烟丝造碎。以曲靖卷烟厂生产的"云烟(软珍品)""云烟(软紫)"两种卷烟牌号为对象进行测试,结果表明:(1)改进后ZJ17卷烟机组平均梗中含丝率从20.27%下降到1.80%,每台机组可节约烟丝3 180 kg∕年;(2)安装分离装置不会对烟支卷制质量产生影响。该装置可为提升卷烟厂精益生产水平提供支持。

造纸法再造烟叶单独制丝关键工序加工条件对加工质量的影响

为分析造纸法再造烟叶单独制丝关键工序加工条件对加工质量的影响情况,研究了造纸法再造烟叶切丝和烘丝工序加工条件对加工质量的影响。结果表明:①随切丝机刀门压力增大,再造烟叶丝跑片比例减少、粘连并条比例增加;切丝宽度与刀门压力无明显线性关系,刀门压力过低,切丝合格率下降;②随切丝过程物料含水率增加,再造烟叶丝跑片比例略有减少、粘连并条比例增加,飞灰情况逐渐减轻;切丝宽度和宽度合格率与物料含水率无明显线性关系;③随烘丝加工强度的增加,烘后再造烟叶丝卷曲度增加、填充值略有增加。

PASSIM卷接机组新型电控系统的设计与实现

PASSIM卷接机组原控制系统采用电路板进行逻辑控制,抗干扰性能差,故障率高,造成生产效率降低、原材料消耗增大、维修工作繁重等。为此,设计了一套新型卷接机组电气控制系统。该系统采用PLC进行过程控制,以工控机为上位机完成人机通信,采用交流伺服驱动,并通过高速信号处理专用系统完成重量检测控制及烟支质量检测功能;利用PROFIBUS、CAN及MPI多种总线方式完成各单元间的通讯,实现信号和数据间的传递和共享。改进后的PASSIM机组运行稳定可靠,采样速度快,实时性强,且维修方便。机组的有效作业率由85%左右提高到90%以上,降低了卷烟纸和烟丝等原材料的消耗。

卷接设备集中工艺风力与除尘自动监控系统的设计

介绍了卷接机组集中工艺风力与除尘自动监控系统的网络结构、程序设计思想和数据通讯方法,对于系统上位机工作站实现的主要功能(监控系统画面、安全功能、在线帮助、设备维护、报警、工况趋势及流程图动画)和应用效果进行了论述。该系统能够根据负荷变化,自动调节系统风力,改善了卷接设备的工艺风力性能,提高了设备的有效作业率,降低了系统能耗,实现了系统运行状态和参数的全数字监控。

基于机器视觉的接装纸缺陷检测装置

为解决因接装纸质量缺陷造成卷接烟支废品率高等问题,基于机器视觉原理设计了接装纸缺陷检测装置。该装置主要由图像采集、图像处理、光源、报警及剔除等部分组成,在接装纸自动拼接器下方加装相机及照明系统对接装纸进行外观检测,并将检测结果输送至控制系统,完成对缺陷接装纸的剔除。利用定制的有缺陷标记的接装纸,测试机器视觉装置对刀丝缺陷和烫金缺陷的检测率,并与人工检测方式对比烟支外观不合格检出率。结果表明:采用机器视觉检测装置,较好地解决了卷烟生产中接装纸缺陷漏检、误检以及检测效率低等问题,刀丝缺陷检出率达100%,烫金缺陷检出率达96%,对不合格烟支的检出率显著高于人工检测水平,有效提升了卷烟产品品质。

PROTOS2-2卷接机组搓接鼓轮自动清洁装置的研制

为解决PROTOS2-2卷接机组在烟支搓接成型过程中存在的搓板堵塞、皱纹烟支等问题,研制了一种搓接鼓轮自动清洁装置。在运行过程中,清洁毛刷与搓接鼓轮的转动方向相反,且清洁毛刷对搓接鼓轮的压缩量为1 mm时,可以对搓接鼓轮进行有效清洁;采用同步齿形带传动方式,将切纸轮清洁毛刷装置的动力传递给搓接鼓轮清洁毛刷;通过PLC程序控制清洁吹风口,及时清除聚集在搓接鼓轮上方的烟支,清洁吹风的工作时间为15 s,间隔时间为5 s,空气压力为0.2 MPa。结果表明:该装置实现了搓接鼓轮的自动清洁,改进后搓板堵塞减少了3.4次/班次,搓接鼓轮保养减少了3.73次/班次,降低了设备停机次数,提高了设备运行的稳定性。

卷接机组风力供给系统中离心风机运行工况分析与调节

介绍了卷接机组集中风力供给系统中离心风机的运行工况特性,分析了离心风机发生喘振现象的原因,给出了卷接机组集中风力供给系统中风机运行工况的调节方法:风机变速调节、改变管路性能调节、旁路补偿调节等,为卷接机组集中风力供给系统的设计与风机选型提供了可靠依据。

DR2-5复合滤棒成型机的改造

为生产出新型复合滤嘴产品,对DR2-5复合滤棒成型机进行了改造。主要包括:①料棒分切部分的滤棒鼓和分切刀;②滤棒段传送部分的传动齿轮;③滤棒段插队部分的拨送轮和提升链轮;④滤棒段整理部分的整理鼓螺旋线。改造后的复合滤棒成型机,复合滤棒的产品规格可由原来的10 mm+10mm改为15 mm+15 mm,滤棒质量符合相关标准。该方案选择传动系统的末端作为突破点,改动零部件少,加工方便,节省费用,安装调试简单,为开发生产新型复合滤嘴产品创造了条件。

基于IPC-PLC的PASSIM卷接机组电控系统设计

PASSIM卷接机组原电控系统由局部PLC配以逻辑电路板组成,抗干扰能力低,故障率高,存在着误剔和漏剔现象,造成生产效率低,原材料消耗大等问题。为此,设计了基于IPC-PLC的新型卷接机组电控系统。该系统采用工业控制计算机IPC作为整个系统的控制核心,以可编程控制器PLC实现机组的过程控制,通过PROFIBUS-DP总线完成机组各系统间的数据通讯,并利用EtherCAT工业以太网和TwinCAT实时系统,实现了烟支质量检测和重量控制功能。改造后PASSIM卷接机组运行稳定可靠,可实时在线准确检测和剔除不合格烟支,机组有效作业率由原来的90%提高到95%以上,降低了原辅材料的消耗,提高了企业设备管理、数据采集的自动化与网络化程度。

不同卷烟机型对烟丝造碎的影响

为分析不同卷烟机型对卷制过程烟丝造碎程度的影响,研究了PROTOS,PASSIM和SUPER9 3种型号卷接机组卷制前后烟丝结构的变化,通过特征尺寸计算不同卷烟机型对烟丝的破碎度,由破碎度分析不同卷烟机型对烟丝的造碎程度。结果表明:①对于同种配方烟丝,PASSIM卷烟机的造碎程度最小,PROTOS卷烟机其次,SUPER9卷烟机对配方烟丝的造碎程度最大;②同一卷烟机型对不同配方烟丝比例的配方造碎程度存在差异,叶丝比例高、梗丝比例低的烟丝经卷烟机卷制后造碎程度高。

卷接机组不同管网结构风力系统三维仿真

采用CFD(Computational Fluid Dynamics)三维仿真技术对卷接机组集束式管网结构风力系统和常规式管网结构风力系统进行仿真。仿真结果分析表明:在系统出口压力和各支管道进口风量相同的情况下,集束式管网结构各支管道压力值与设定出口压力值基本相同,最大相对误差仅3.33%;常规式管网结构各支管道压力值与设定出口压力值相差较大,最大相对误差是集束式管网结构的1.75倍,达5.83%。仿真分析结果对于卷接机组不同管网结构风力系统设计与工程实践应用具有参考价值。

ZJ112卷接机组异物剔除二次分切轮气路的改进

为解决ZJ118和ZJ112卷接机组二次分切轮异物烟支剔除功能存在的漏剔问题,利用CREO参数化设计工具对ZJ112卷接机组异物剔除二次分切轮气路进行优化,在保证配气相位不变以及配气出口在同一直线的前提下,将前排烟支气路改为与后排烟支气路一致的线型通路,并运用Fluid SIM-P仿真软件对改进前后的异物剔除气动回路进行测试,以提高异物剔除二次分切轮气路配气的同步性与灵敏度。利用120个异物样本(橡胶条)对改进前后的卷接机组进行异物投放试验,结果表明:剔除含异物烟支的准确率由改进前的93.33%提高到改进后的100%。改进后异物剔除二次分切轮实际应用于ZJ112和ZJ118卷接机组,废品烟支班次报告显示异物烟支数量与实际统计数量一致,表明改进后不存在漏剔现象,有效提高了机组异物剔除功能的可靠性。

地面支撑式EMS柔性送丝物流系统的设计应用

目前箱式储丝物流系统中常用的送丝模式AGV(Automatic Guided Vehicle)、输送机、环形穿梭车等系统,都存在着输送效率较低、响应时间过长等缺点,为此设计了具有无接触能量传输技术和转轨功能的地面支撑式EMS柔性送丝物流系统。该系统主要由EMS小车、轨道系统、供电系统、控制系统组成,通过采用自动转轨机构,形成了EMS轨道路径的多环路、嵌套式运行模式,实现了烟丝箱与风力送丝机组的快速、准确对接和后端供料的连续性。通过仿真分析表明,地面支撑式EMS柔性送丝物流系统与传统的环形穿梭车输送方式相比,有效降低了车辆的空载运行比例,且车辆数量可减少40%以上,具有较高的输送灵活性和快速响应能力,尤其适用于流量大、距离长、工艺布局复杂的物料输送。

微波烟支重量控制系统的设计与应用

对微波烟支重量控制装置的检测原理、结构及工作特点进行了介绍。经实际对比测试:其控制精度达到标准,且工作时的微波辐射大大低于国家的规定,安全性较高。