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包装机玻璃纸散包检测装置设计及应用

发布时间:2020-06-15 16:33:16 |来源:网络转载

1研发背景

长期以来,小盒烟玻璃纸散包缺陷一直是困扰卷烟生产企业的一个质量难题,究其原因主要有两个方面,一是材料带有静电使得玻璃纸传送不畅所致;二是机器部件磨损或调整不到位使得玻璃纸折叠不规则所致。由于设备的高速运转使得操作人员难以观察到散包质量缺陷的出现,使得带有玻璃纸散包质量问题的烟包频繁流入消费者市场,对产品信誉度造成不利影响。因此,设计一种准确可靠的玻璃纸散包检测装置具有重要的使用和推广价值。

2设备简介

包装机是中国烟草总公司在20世纪90年代初从意大利某公司引进全套技术,通 过吸收消化后国产化的卷烟包装设备,它釆用某公司开发的电控系统,系统之间通过LAN网络通讯,控制程序通过某公司自行开发的语言设计,控制硬件主要包括数字输入板、数字输出板、模拟输入板

3功能需求

根据生产要求,检测装置应该具有识别、 移位和剔出三大功能

4硬件设计

从控制原理图可以看出,检测装置的硬件设计包括四个部分,即控制器、散包检测传感 器、同步器和剔出阀。

4.1控制器的选择

依据控制原理图,检查装置选用PLC作为控制器,该PLC具有可靠性高,抗 干扰能力强、性价比高等特点,其指令丰富, 指令功能强,易于掌握,操作方便,内置有4 个高速计数器、2个高速脉冲输出、1个RS485 通讯口,其主要配置情况如下:

1控制器主要技术参数

控制器型号

配置及规格

实际需求

是否满足

S7-200

工作电源

220VAC

220 VAC 或 24VDC

满足

输入点数

8,24VDC

2,24VDC

满足

输出点数

6,24VDC

1,24VDC

满足

输出形式

晶体管

晶体管

满足

执行速度

0.37us/指

W1.7us/指令

满足

存储容量

40964字节

1024字节

满足

4.2散包检测传感器

检测装置选用某公司的型光电开关作为传感器,该公司专门针对高速移动检测目标而设计,具有精度高和响应快的特点,传感器配备有一个双数字显示监视器, 可以实时观察灵敏度的预置数值和当前数值, 设置简单方便。其主要配置情况如下:

2传感器主要技术参数

传感器型号

配置及规格

实际需求

是否满足

FS-V21G

工作电源

12-24 VDC

24VDC

满足

检测距离

90mm

N50 mm

满足

输出类型

NPN

NPN

满足

输出状态

DON/LON

LON

满足

反应时间

500 |is

W1250ps

满足

4.3同步器的选择

由于同步传感器用于采集移位信号,其控制精度要求没有同步散包传感器高,因此,检测装置选用某公司的接近开关作为同步器,其规格如下所示:

3同步器主要技术参数

同步器型号

配置及规格

实际需求

是否满足

%

HL-S20

工作电源

12-24VDC

24VDC

满足

检测距离

50mm

930 mm

满足

输出类型

NPN

NPN

满足

输出状态

常开

常开

满足

反应时间

980 |jls

W12503

满足

 

4.4剔出阀的选择

剔出阀用于剔出生产线上的缺陷烟包,对其性能要求主要在于速度。本检测装置选用某公司的电磁阀作为剔 出阀,其主要性能如下所示:

4电磁阀主要技术参数

电磁阀型号

配置及规格

实际需求

是否满足

g

111B-5551BAAA

工作电源

24VDC

24VDC

满足

压力范围

0~4bar

m3 bar

满足

输出状态

常闭

常闭

满足

动作频率

250Hz

\100Hz

满足

 

5.2程序设计

根据控制流程图,小组成员通过某公司的软件程序开发环境进行程序设计,如下:

 

Symbol

Var Type

Data Type

Comment

 

10.1

TEMP

BOOL

散包传感器输入信号

 

10.3

FEMP

BOOL

同步传感器输入信号

 

Q0.3

TEMP

BOOL

剔出驱动输出信号

 

SM3.2

FEMP

BOOL

上电计数器复位

 

MO.O

TEMP

BOOL

散包信号自保继电器

 

T37

TEMP

BOOL

输出信号IMS时间继电器

 

C100

TEMP

BOOL

移位信号计数器

 

安装好后的取洋阀

切点在刀槽辐的中垂线(中心 线)上。与圆切刀一样的道理,显然,满足正常 剪切的条件是咬入角a小于或等于基材与圆刀 之间的摩擦角P,即aW%这是较理想的剪切位 置。但对准中垂线(中心线)不易做到,不是偏 前就是偏后。

2.2当刀片切点在辐的中垂线以前时。

除满足aW0外,因剪切刃口不在最高点, 基材切开后还要再向最高点运动,使切刀的附 加摩擦增加,热量也增加,刀片的散热条件恶 化,切口质量变差,易产生粉尘。另外由于一 般基材不可能只与刀槽辐点接触,是有一定的包 绕角,操纵者工作中一般是站在辐筒后面中的右面,有时视角不好,会将进刀深度调 深,使切点再往左挪,以至有时会挪到基材与 刀槽辐的接触点以前时,使基材处于漂浮状态 中剪切,很不稳定,剪切质量也受影响。

2.3当刀片切点在刀槽辐的中垂线以后时。

在满足aW。外,基材经过刀槽辐的导引, 平服稳定,视角也好,此时剪切效果较好。基 材离开切刀后不会有附加运动,刀片散热条件

使用效果

该检测装置在我厂投入使用后,能准确识 别玻璃纸散包,工作稳定,效果显著。目前, 已在我厂的所有的包装机上推广使用。 较好。故一般采用平切刀分切基材时,常取刀 片切点在辐中心稍后的位置,这样散热及切口 质量都较好,产生粉尘较少。

悬空切

悬空切即基材张紧在两个距离很近 的辐筒上(也即基材是悬空的),用装在刀柄上 的刀片切开。很明显,满足正常剪切的条件是咬 入角a小于或等于基材与圆刀之间的摩擦角|3, 即aW。才能正常剪切。在b 段,基材离辐筒近,刚性好,不易变形,抵抗 切刀垂直方向的分力较好,受力情况较好。一 般设计悬空切刀时,切点到左辐中心距离b小 于B,且尽量缩短b的长度。这样切口稳定,切 边质量较好。

结语

圆盘切刀在剪切过程中是旋转的,刃口是 变化的;圆盘刀散热好、耐用、不易钝、产生 的粉尘相对较少、切口光滑、能切厚度厚、材 质硬的基材;但缺点是不能切宽度很窄的产品、 换刀难、体积大、结构复杂、造价较高。平切 刀、悬空切刀结构简单,造价低、换刀易、可 切宽度很窄的产品;但平切、悬空切在剪切过 程刃口是固定不变的,散热差、易钝、切口光 洁度较差、易产生粉尘,不适合切厚度厚、材 质硬的基材,只宜分切较薄的塑料薄膜。

在设计时,可根据客户具体的要求而采用 相应的切刀。

 

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