烟箱输送在线定距离分离系统的研制

石中

摘要：烟箱输送系统起到在装箱机把成品烟箱输送到输送皮带上后，将烟箱输送到螺旋输送皮带，进而输送到成品库的作用，该输送系统上输送烟箱的数量将影响到螺旋输送皮带的运载能力，同时也影响到成品库机械手的抓载能力；烟箱输送在线定距离系统有效地解决了实际生产过程中遇到的问题，大幅度减轻了工人的劳动强度，同时也提高了工作效率。

关键词：成品输送 烟箱分离 研制

1 前言

作为生产部门的职责就是以产品质量为中心，让设备稳定、高效、可靠地运行，实现生产的优质、高效、低耗。在实际工作中，我们时刻关注设备运行状况，加强设备巡查，及时发现问题并进行分析处理，从而提高设备的效率、人员维修技能和操作技能。2009年8月，我厂从“九五”廠房搬迁至现在的“十一五”联合工房，成品烟箱输送至成品库输送方式变成螺旋提升装置提升，螺旋提升装置故障率较高。

2现状分析

2.1我厂卷包车间烟箱输送系统起到在装箱机把成品烟箱输送到输送皮带上后，将烟箱输送到螺旋输送皮带，进而输送到成品库的作用，该输送系统上输送烟箱的数量将影响到螺旋输送皮带的运载能力，同时也影响到成品库机械手的抓载能力。对2014年1月至3月螺旋输送故障次数进行调查。

从图上可以看出故障率平均达到13次/月，严重影响生产效率，而且每次螺旋提升发生故障需要大量人员进行手工搬烟，劳动强度较大。

2.2螺旋提升故障率高的分析

对目前螺旋提升存在的问题进行讨论，在不能改变目前螺旋提升运行方式的前提下，对经常出现故障，影响正常生产的原因进行分析。并研究了成品输送和螺旋提升的工作原理来寻求解决方案。

2.2.1： 输送带负载太大

1、当烟箱运送至螺旋输送皮带时，螺旋输送皮带上烟箱较多，还存在一定的角度，一箱烟的重量大约为一条400g*50条=20Kg ，F1=G*SinA，在斜坡上的拉力大于水平的拉力，容易超过螺旋输送机的运载能力，极易造成停机甚至烧坏电机故障。

2.2.2：烟箱过于密集烟箱过于密集

烟箱过于密集经过螺旋提升装置时，螺旋提升装置的内部有烟箱密度检测器，当检测到烟箱间距小于0.2米，螺旋提升装置认为烟箱堵塞停机，造成二次故障。而螺旋提升装置发生故障后，烟箱距离通常小于0.1米。

2.2.3：机械手故障

同时当烟箱过于密集的运送到成品库后，机械手的抓载烟箱时间大于烟箱输送时间，也会造成烟箱漏抓现象，给生产带来不便。机械手的抓载周期为5S，当螺旋提升发生故障再次运行之后烟箱会以1.5S/盒的速度传送至机械手，因此极易造成堵塞漏抓现象。

为了保证车间生产正常有序进行，我们必须要解决螺旋提升故障多发的问题。

数据表明：在生产过程中，由于烟箱过于密集，负载太大，机械手无法正常抓取，造成了螺旋提升故障，严重影响了车间正常生产。还大大增加了工人的劳动强度，影响了生产任务和生产进度。通过分析，我们可以看出从设备结构上是无法解决螺旋提升故障率高的问题。所以，我们只能开辟一条全新的解决途径。

3 改进思路及条件分析

为了解决螺旋提升故障率高这一问题，提出了三个可供选择的课题。

针对3个备选课题，我们通过价值工程法对这三个课题的设备可靠率和实施成本进行了测算：

能数值计算表，我们应用价值工程的技术分析步骤，计算三个课题的功能评价系数。

功能评价系数的计算以功能重要程度为依据，在对方案进行两两比较后，重要的一方打“1”分，不重要的一方打“0”分。

* 课题一：费用太高，而且存在很大的空间局限性；

* 课题二：占用太多的人工，且给生产管理带来不便；

* 课题三：经济与人工均占优势。

根据价值工程法和方案难易程度很明显可以看出课题三：烟箱输送在线定距离分离系统的研制为最佳课题。

通过对烟箱输送在线定距离分离系统的研制，我们打算将故障次数由13次/月降低到1次/月。

4 改进方案设计

4.1原来的输送装置当遇到烟箱集中输送时，过于密集的烟箱重量较大，给螺旋提升短时间形成较大的压力，使输送链条出现断裂或者爬齿现象。

4.2在烟箱输送在线定距离分离系统中，将设计烟箱之间有一定距离，从而使单位长度的输送线的承载重量得到控制，不至于过大压坏输送线。

4.3提出方案：

（一）研制机械式分离装置

（二）研制启停式分离装置

4.4选择方案：

针对烟箱输送在线定距离分离系统的研制两种方案，我们进行了分析。

通过对两种方案的综合对比，我们最终选定方案二，即：研制启停式分离装置。

4.5细化方案

4.5.1控制器的选择

针对选用什么装置作为控制器，提出了3种备选方案，并结合实际情况进行逐一评估，如下所示：

选型以S7中最简单的S7-200作为对比，虽然目前我厂使用的主流PLC为S7-300，但因为这次改造所用的电柜大小有限，而且S7-200在功能上已经能够实现本次改造，故不采用体积较大、价格较贵的S7-300与S7-400。

4.5.2检测器的选型

我们可以看出关电式接近开关在应用范围、使用寿命上都优于其他种开关。所以，我们选择光电式接近开关。

4.5.3光电式接近开关选型

由于在生产过程中烟箱传输震动较大，根据统计带反光板检测器故障率高，因此不选用带反光板的关电开关，选用不带反光板的光电式接近开关。

4.5.4执行元件的选型

因为，我们选用的执行元件是控制交流电机的，负载功率较大。所以，我们选用接触器作为改造电路中执行元件，接触的型号在设计好具体电路再选型。

4.5.5程序语言选择

4.5.6.最佳方案

确定最佳方案如下图所示：

4.5.7方案实施：

1.采用光电开关B0.1检测前后烟箱之间的距离，用PLC-200编程器对控制系统进行控制，用24V直流接触器模拟手动开关的动作。

2.在横向输送皮带和爬坡输送皮带交界处加一个光电开关，当光电开关检测到烟箱距离较近时停止横向皮带电机，爬坡电机继续向前，将前箱带走，当后箱和前箱有一段距离后烟箱继续前行。

本次软件编程使用西门子S7-200专业V1.0 S7-200 Explorer编程软件，语言简洁明了。

4.6前后效果对比

4.6.1 目标值完成情况：

我们从6月处至8月底，对烟箱输送定距离分离系统进行了为期三个月的跟踪检查。并统计了在这期间故障的次数。

数据表明：对策实施后，烟箱输送在线定距离系统大大降低了螺旋提升的故障次数，提高了工作效率。

结束语：

烟箱输送在线定距离系统有效地解决了实际生产过程中遇到的问题，大幅度减轻了工人的劳动强度，同时也提高了工作效率。

烟箱输送在线定距离系统减少了人力资源占用，给生产作业区腾出了空间，大大改善整个生产现场作业环境。对我厂现场及安全管理工作有着重要的意义。