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                              烟草行业装箱站龙门加取盖装置的设计和改进

                              放大字体  缩小字体 发布日期:2020-04-07 17:02:12    浏览次数:38    评论:0
                              导读

                              为解决装箱站龙门加取盖装置掉盖等问题,通过分析装箱站龙门加取盖装置的结构原理,基于SolidWorks机械仿真设计软件设计了钩爪千亿体育官方网站、电路、气路图,编写PLC控制程序千亿体育官方网站,并选择合适的元件对装置进行了改进千亿体育官方网站。有效解决了因箱盖裂缝造成吸盘漏气导致掉盖的问题千亿体育官方网站。测试结果表明:改进后加取盖装置掉盖次数降为0次千亿体育官方网站千亿体育官方网站,降低了操作人员的劳动强度,提高了装箱效率,保障了生产的连续性和稳定性。该方法可为提高装箱站的运行效率提供技术支持千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站。

                              随着中式卷烟特色工艺的深入开展及应用,各卷烟厂开始采用箱式储存来支撑精细加工千亿体育官方网站、分组加工和柔性生产[1]千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站。箱式储存工艺通过装箱站实现自动装箱千亿体育官方网站千亿体育官方网站。在装箱过程中千亿体育官方网站,烟箱首先经取盖机取盖千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站,在装箱位装入烟叶后,经加盖机加盖后进入库区储存[2]千亿体育官方网站。但由于箱盖材质、装置结构等原因千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站,使加取盖装置在运行过程中时常出现掉盖现象千亿体育官方网站千亿体育官方网站,影响了装箱效率千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站。近年来已有相关技术人员对加取盖装置进行了研究改进千亿体育官方网站千亿体育官方网站,徐伟民[3]等所设计的装箱系统采用了昆船公司的MQ21型加取盖机千亿体育官方网站,主要采用吸盘吸取箱盖千亿体育官方网站;方海宁[4]等所改造的加盖机主要用于箱盖的纠偏,实现箱盖与箱体的契合,但对于掉盖问题的相关研究较少千亿体育官方网站。为此千亿体育官方网站,通过分析加取盖装置结构原理,对加取盖装置进行了改进,以期改善掉盖问题,提高装箱效率。

                              1 问题分析

                              1.1 加取盖装置工作原理

                              如图1所示千亿体育官方网站千亿体育官方网站,加取盖装置为龙门结构(1)千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站。取盖过程如下:当烟箱到位后千亿体育官方网站,吹气阀(9)打开,对箱盖表面进行吹气清洁千亿体育官方网站,然后夹具升降气缸(3)驱动加取盖夹具(6)下降千亿体育官方网站,吸盘组1(7)和吸盘组2(8)接触箱盖到位后,两组真空系开始抽真空千亿体育官方网站,当检测到系统真空度达到要求时千亿体育官方网站千亿体育官方网站,吸盘吸住箱盖千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站,夹具升降气缸驱动夹具上升。行走机构电机(4)动作千亿体育官方网站,使夹具横移至放盖位千亿体育官方网站千亿体育官方网站,夹具下降千亿体育官方网站,真空发生器(5)动作千亿体育官方网站,破真空千亿体育官方网站,吸盘释放箱盖后回到初始位置千亿体育官方网站。加盖过程与之相反。

                              1.2 加取盖夹具结构

                              图1 加取盖装置结构

                              1.龙门架千亿体育官方网站;2.行走机构;3.夹具升降气缸千亿体育官方网站;4.行走机构电机千亿体育官方网站;5.多级真空发生器千亿体育官方网站;6.加取盖夹具千亿体育官方网站;7.吸盘组1(真空泵);8.吸盘组2(真空发生器)千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站;9.吹气阀

                              加取盖装置夹具主要由负压检测开关千亿体育官方网站、吸盘千亿体育官方网站千亿体育官方网站、吸盘弹簧杆千亿体育官方网站、升降气缸电磁阀千亿体育官方网站、真空发生器、吹气电磁阀及磁感应开关等组成千亿体育官方网站。8个吸盘有两路负压来源,其中一组(4个吸盘为一组)来自于真空泵千亿体育官方网站,一组来自于真空发生器千亿体育官方网站千亿体育官方网站。因此千亿体育官方网站,真空系统分成两组且分别控制千亿体育官方网站。即使某个吸盘或是真空系统发生故障千亿体育官方网站千亿体育官方网站,或有一组吸盘接触的箱盖表面有裂缝千亿体育官方网站,无法建立真空时千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站,仍能保证另一组的4个吸盘牢牢吸住箱盖千亿体育官方网站千亿体育官方网站,如果两组吸盘接触的箱盖表面都有裂缝,无法建立真空千亿体育官方网站,则会出现掉盖千亿体育官方网站千亿体育官方网站。

                              1.3 存在问题

                              由于烟箱箱体和箱盖都使用橡木板制作千亿体育官方网站,在温度和湿度变化大时千亿体育官方网站千亿体育官方网站,容易造成木材开裂千亿体育官方网站,出现缝隙千亿体育官方网站,如图2所示千亿体育官方网站千亿体育官方网站。为统计裂缝位置千亿体育官方网站,抽取了20个有裂缝的箱盖千亿体育官方网站,以X轴为标准千亿体育官方网站,记录裂缝所在箱盖的位置。如果裂缝位置处于25cm~50cm千亿体育官方网站,80cm~105cm位置处,则裂缝就处于吸盘范围内千亿体育官方网站,会导致吸盘漏气千亿体育官方网站。如果两组吸盘都漏气千亿体育官方网站,则会出现掉盖千亿体育官方网站。由统计结果可知千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站,20个箱盖中有13个箱盖的裂缝会造成两组吸盘漏气,最终导致掉盖。

                              图2 吸盘位置与箱盖裂缝

                              1.吸盘与箱盖接触面千亿体育官方网站;2.箱盖裂缝

                              2 改进方法

                              2.1 钩爪设计

                              为防止掉盖千亿体育官方网站千亿体育官方网站,如图3所示,运用SolidWorks机械仿真设计软件设计钩爪千亿体育官方网站千亿体育官方网站,用于钩住箱盖千亿体育官方网站千亿体育官方网站。钩爪边缘加装聚氨酯缓冲垫,用于减震和防滑千亿体育官方网站。

                              图3 钩爪设计图

                              2.2 夹具改进

                              改进后的夹具保持了原夹具的整体性千亿体育官方网站,主要是在夹具边缘加装了钩爪千亿体育官方网站千亿体育官方网站,如图4所示。为控制钩爪的动作,在夹具上加装了4个气缸(7)千亿体育官方网站千亿体育官方网站、4个磁感应开关(9)千亿体育官方网站千亿体育官方网站、电磁阀(10)千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站,钩爪初始状态为张开千亿体育官方网站千亿体育官方网站。

                              图4 改进后的加取盖夹具结构

                              1.真空泵千亿体育官方网站;2.多级真空发生器千亿体育官方网站;3.吸盘组 2千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站;4.吸盘组 1千亿体育官方网站;5.钩爪千亿体育官方网站;6.加取盖夹具千亿体育官方网站;7.钩爪气缸千亿体育官方网站;8.合页千亿体育官方网站千亿体育官方网站;9.磁感应开关千亿体育官方网站;10.电磁阀

                              图5 钩爪动作流程

                              2.3 PLC程序改进

                              机械结构改进完成后,编写了钩爪动作的PLC程序,钩爪动作流程图如图5所示千亿体育官方网站。改进完成后的加取盖装置取盖过程如下:当烟箱到位后千亿体育官方网站,吹气阀打开,对箱盖表面进行吹气清洁千亿体育官方网站千亿体育官方网站,然后夹具升降气缸驱动加取盖夹具下降千亿体育官方网站千亿体育官方网站,吸盘组1和吸盘组2接触箱盖到位后,两组真空系开始抽真空,当检测到系统真空度达到要求时千亿体育官方网站,吸盘吸住箱盖千亿体育官方网站,钩爪气缸驱动钩爪闭合千亿体育官方网站,磁感应开关检测到钩爪闭合后千亿体育官方网站,夹具升降气缸驱动夹具上升千亿体育官方网站。行走机构电机动作,使夹具横移至放盖位千亿体育官方网站,夹具下降千亿体育官方网站,真空发生器(5)动作千亿体育官方网站,破真空千亿体育官方网站千亿体育官方网站,钩爪张开千亿体育官方网站、吸盘释放箱盖后回到初始位置。加盖过程与之相反。

                              3 结论

                              通过分析装箱站龙门加取盖装置的结构原理,基于SolidWorks机械仿真设计软件设计了钩爪、电路千亿体育官方网站、气路图千亿体育官方网站,编写PLC控制程序千亿体育官方网站,并选择合适的元件对装置进行了改进千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站。有效解决了因箱盖裂缝造成吸盘漏气导致掉盖的问题。以20个箱盖开裂的烟箱为对象,对改进前后加取盖装置的性能进行了测试,结果表明:改进后加取盖装置掉盖次数降为0次千亿体育官方网站,降低了操作人员的劳动强度,提高了装箱效率,保障了生产的连续性和稳定性。该方法可在龙门加取盖装置上推广应用千亿体育官方网站,也可以为解决类似掉盖问题提供借鉴千亿体育官方网站。

                              参考文献:

                              [1]吴兴强.自动箱式储丝系统的设计与应用[J].烟草科技,2006(6):16-19.

                              [2]装箱系统用户手册[Z].昆明豪原特自控有限公司千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站,2012.

                              [3]徐伟民千亿体育官方网站千亿体育官方网站,金伟千亿体育官方网站,董劲.膨胀烟丝两用装箱系统的开发与应用[J].烟草科技千亿体育官方网站,2012(9):19-21.

                              [4]方海宁,孙晋叶千亿体育官方网站,沈俊儒.XGJ型加盖机的升级改造[J].轻工科技千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站,2018千亿体育官方网站,34(1):49-50.

                              [5]濮良贵千亿体育官方网站千亿体育官方网站,纪明刚.机械设计[M].8版.北京:高等教育出版社千亿体育官方网站,2006.

                              [6]廖常初.S7-300/400PLC应用技术[M].4版.北京:机械工业出版社千亿体育官方网站,2016.


                               
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