GDX6S商标纸供料设备运行安全性研究

苏承湖 王启兵

摘 要：随着科技更新迭代，卷烟包装机组的运行速度随之倍增。在机组高速运行的背景下，人工添加辅料已无法跟上节奏。此时，GDX6S商标纸供料系统孕育而生。而在实际生产过程中发现GDX6S商标纸供料系统发生过多次碰撞，本研究主要目的为找出碰撞事故的原因，并提出合理的解决方案。

关键词：GDX6S；商标纸供料；防碰撞

本公司两台GDX6S自从其投产以来，商标纸供料系统碰撞问题时有发生。在对该系统碰撞现象归纳总结发现商标纸供料系统碰撞可分为水平运载小车碰垂直提升器和垂直提升器碰撞水平运载小车两种。因此，我们进行了专项跟踪观察与研究。

1 分析造成碰撞可能存在的原因

针对GDX6S商标纸供料系统碰撞问题，我们总结出10个可能导致设备碰撞的末端因素：操作人员培训不到位；商标叠过高；未制定标准操作规程；垂直提升器工作站变形；水平轴编码器错位；机械位置跑偏；GDX6S震动导致商标纸供料系统位置偏离；提升器平衡块牵引钢索断；车间辅料载送小车碰撞商标纸供料系统导致设备位置偏离；复位位置检测器损坏。

2 确定造成碰撞要因

2.1操作人员培训不到位

对机组操作人员进行调查，发现车间有进行专项培训（JBGWPX-2009-013），并具有OPL培训。最后通过现场提问和跟踪调查方式确认了操作人员对商标纸供料系统操作熟练掌握。确定该因素为非要因。

2.2商标叠过高

车间所用辅料在物流车间时已经按标准一叠一叠分开包装好，且每班组均有对辅料进行一一盘点。所以未发现商标叠过高情况。确定该因素为非要因。

2.3未制定标准操作规程

查阅有关商标纸供料系统方面的相关操作规范，发现车间对于商标纸供料系统操作方面的操作规范还是比较全面和具体的，有GDX6S包装机组安全操作规程。而且在商标纸供料系统上还明确表示了操作规程。确定该因素为非要因。

2.4垂直提升器工作站变形

对垂直提升器工作站做测量，并和设备参数中的工作台参数做对比，发现无变形迹象。且卷包车间常年工作时为恒温恒湿环境，不会使得机械部件产生热胀冷缩现象。确定该因素为非要因。

2.5水平轴编码器错位

测量发现，小车在第一次往返运行中，显示运行回原点0处时，实际位置却在0.1mm处，存在滞后，小车在第二次往返运行中，显示运行回原点0处时，实际位置却在0.2mm处，经过长期运行后，该差值会积累扩大，导致电脑识别到的小车位置与实际位置存在较大的差值，最终导致垂直提升器在水平运载小车停留在其上方时便动作，以致相撞。确定该因素为要因。

2.6机械位置跑偏

我们对商标纸供料系统的水平运载小车运行轨道和商标纸供料系统的位置做测量发现，小车运行轨道与商标纸供料系统有用螺栓锁定，在长期的运行使用中无相对运动。确定该因素为非要因。

2.7 GDX6S震动导致商标纸供料系统位置偏离

对末端因素GDX6S震动导致商标纸供料系统位置偏离我们对商标纸供料系统与GDX6S设备离车间玻璃墙面距离（单位：m）的空间位置做测量，并和安装设备时的位置参数做对比，发现无移动迹象。确定该因素为非要因。

2.8提升器平衡块牵引钢索断

對末端因素提升器平衡块牵引钢索断我们对商标纸供料系统发生碰撞的历史数据做统计调查，发现在长达2年时间范围内，商标纸供料系统共发生17次碰撞，无提升器平衡块牵引钢索断现象，而在提升器平衡块牵引钢索断3次的故障中没有发生商标纸供料系统碰撞事故。确定该因素为非要因。

2.9车间辅料载送小车碰撞商标纸供料系统导致设备位置偏离

对末端因素车间辅料载送小车碰撞商标纸供料系统导致设备位置偏离，我们通过物流车间了解了车间辅料运载小车（AGV）的工作原理，AGV是靠分布在车间里的反射板进行定位，车间GDX6S机组的商标纸供料系统上设有为AGV定位的反射板，不存在AGV碰撞商标纸供料系统的可能。小组成员还考虑到是否会由于反射板沾污而失去功能，导致AGV碰撞商标纸供料系统。我们在车间管理中发现车间在生产机组每天都有进行例保工作，同时对反射板进行清洁，因此不存在反射板沾污现象。同时查阅车间维修记录并没有发现有AGV撞商标纸供料系统事故。确定该因素为非要因。

2.10复位位置检测器损坏

对末端因素复位位置检测器损坏我们查阅之前商标纸供料系统碰撞故障维修记录，统计在碰撞故障中有出现复位位置检测故障。因此我们将商标纸供料系统复位位置检测器的功能屏蔽，启动商标纸供料系统慢速运行，观察装载运行情况，测量水平运载小车停留于提取等待位置时，运载小车实际位置是否与设定位置相符。经数据统计分析：在十次测试中发现其中有四次碰撞时运载小车未停留在设定的位置（提取等待位置）时，提升器开始上升动作，最终碰撞水平运载小车。确定该因素为要因。

综上所述，水平轴编码器错位；复位位置检测器损坏为商标纸供料系统碰撞主要因素。

3 制定解决方案

3.1水平轴编码器错位

设计自动校正水平轴编码器程序，编写程序实现在水平运载小车每经过一次机械原点时读取水平轴编码器数值，并与0值比较，如果差值绝对值在设置的一允许范围内，则将水平轴编码器置零，否则报警。目的是消除由于编码器错位产生的数值，使理论值和实际值一致使得差值累积绝对值不超过0.5mm。

3.2复位位置检测功能失效

加装检测系统对水平运载小车位置进行全程区域性检测，当水平运载小车停留于碰撞区域时则不允许垂直提升器动作。保证在复位位置检测功能失效情况下，垂直提升器不动作。新增传感器安装位置为位于水平轴复位检测器的左侧，且紧靠着。其作用是利用原机存在的长形铁条设置一提升器运行禁区AB，保证垂直提升器运行不受到水平运载小车的干扰。同时，在水平轴水平运载小车的商标纸提取位置处新增安装一电感式传感器和等待提取位置处新增安装一个微动开关，其作用是在设置的提升器运行禁区AB段中，选择水平运载小车的提取位置和等待提取位置，允许垂直提升器能够上下运行，确保商标纸供料正常。

4 结论

经过设计自动校正水平轴编码器程序和加装检测系统对水平运载小车位置进行全程区域性检测，实现了GDX6S商标纸供料系统一年运行无碰撞。验证了预防商标纸供料系统碰撞方案的可行性与稳定性，也为以后面对同类型故障的解决提供了设计参考。

参考文献：

[1]邓梅东.ZB45型包装机小盒商标纸叠供料离合器的改进[J].食品与机械，2015（2）：161-164.

[2]谢国梁，谭敦勇.商标纸自动送料装置[J].Google Patents.

[3]钟凌.GDX6S预切式商标纸送料机械手的优化与运用[J].黑龙江科技信息，2013（28）：94-95.