烟梗原料包装在烟梗开包机内脱落时的检测探讨

摘要：梗丝是卷烟配方的重要组分，由于制梗丝的工艺配方需要，生产过程中使用了多个产地的烟梗原料，原料的包装也存在了不同的外观形态，导致在使用烟梗开包机代替传统人工投料的生产模式中出现了倒料过程中包装掉落的情况。文章针对烟梗开包机倒料过程中包装掉落的情况，介绍了一种对包装掉落的实用检测方法。

关键词：烟梗投料；烟梗原料包装；烟梗开包机；塑料袋脱落；掉包检测 文献标识码：A

中图分类号：TS49 文章编号：1009-2374（2016）05-0071-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.05.036

烟梗是烟叶的重要组成部分，占到烟叶重量的25%左右，且其具有较高的填充能力和燃烧性能，因此，梗丝的使用对于节约原料成本、缓解原料对高档品牌发展的制约、降焦减害等有着重要的意义。在卷烟制梗丝生产线中，烟梗原料多采用麻袋进行包装堆放，在使用时由人工搬运至投料设备并开口倒料至生产线，工人劳动强度大，现场环境被粉尘污染严重。另外，在第十二个五年计划期间，我国的机械制造行业逐渐朝着集成化、自动化、智能化方向发展，卷烟生产设备在此期间也进行了相应的技术革新，例如制叶丝线的投料已由机器人生产线代替人工完成，而烟梗投料也亟需解决自动化程度低和上述问题，因此越来越多的企业采用了自动化设备——烟梗开包机来代替人工进行烟梗原料的投料工作。烟梗开包机是一种科研成果与生产实践经验相结合的集成设备，具有一定的科学性、合理性、先进性和可行性，可代替人工自动完成烟梗原料包装的拆垛、开口、倒料等动作，在满足当前生产需要的基础上，降低了劳动消耗，实现了自动化程度的提高；避免了人工开口时可能产生的麻绳、标签纸等杂物进入原料中从而影响产品质量的问题，提高了加工过程中的稳定性。

1 当前问题描述

由于工艺配方的需要，生产过程中使用了多个产地的烟梗原料，原料的包装也存在不同的外观形态。有的产地原料包装封口的扎口团较长且混乱，倒料时倒料机构不能顺利提起包装而发生包装掉落；另外，部分产地包装分为外层麻袋包装和内层塑料袋防潮包装，且内层塑料带破损严重、大部分塑料袋前后开口成套筒形时长度短于外层包装，导致在使用烟梗开包机倒料的过程中出现了包装掉落的情况，影响了出料的顺畅性，造成了设备堵料、生产线断料等问题，因此也需要人工观察并在掉落时进行干涉，造成了人力资源的浪费。另外，如果处理工作滞后，虽然设备有机械结构阻止，但包装有时会被输送至下道工序，被定量装置破损，破损后形成的小塑料片会进入生产原料中，由于其较轻，容易被烟梗原料压住，人工挑拣难度和工作量较大，而目前的风选除杂、金属探测、滚动毛毡、光谱探测等自动除杂工艺对其的剔除效率均不能很高，从而使其可能进入成品卷烟内，在燃烧时产生刺激性气味，对产品质量造成影响。烟梗原料包装在烟梗开包机内的掉落情况主要包括外层包装麻袋和内层塑料袋随料掉落、外层包装麻袋和内层塑料袋单独掉落、内层塑料袋随料掉落、内层塑料袋单独脱落四种情况。经过对设备的调试，外层包装麻袋和塑料内袋的同时掉落率已降低至1%左右，但是塑料内袋的单独脱落率仍在10%左右。因此，在一天的生产任务中，需要人工多次干预。由于当前设备只在空包退包口处设置了一套检测装置用于检测包装的掉落，而包装内的塑料内袋会出现单独掉落。当外层包装麻袋没有掉落时，当前检测装置仍会认为没有包装掉落，也就导致了塑料内袋会阻挡物料，虽然有机械的阻挡结构，但由于掉落的不定性，有时塑料内袋通过了阻挡结构被输送向下级设备，有时也会被下一包原料压下包裹，进入下一级设备，在人工处理时很不方便，且在塑料内袋进入定量工序时，人工拉拽更容易导致塑料袋的破损，形成了小的塑料片进入生产线中，对后续人工或自动除杂设备造成压力，造成了企业产品质量的隐患，影响了企业产品系列的形象。

2 检测方案制定

针对包装掉落的特点和掉落位置的不定性，笔者对故障类别进行了归并，拟定使用检测器件配合电控程序向操作人员发出报警信息，使操作人员可离开设备倒料位置，并将包装的掉落信息反馈给下级定量装置，提前预警，从而降低操作工人的工作强度。

2.1 多点检测方案

初步方案拟保留烟梗开包机倒料后麻袋退包出口的预设检测装置，以增加保障措施；由于外层包装和内层包装同时掉落后，此处检测装置会在拟增检测报警后再次报警，暂取消此处报警功能。由于物料可以通过倒料斗横挡杆而包装基本不会通过横挡杆，在横挡杆以下高度安装对射光电管1组，记为A光电，为保证检测物料走出的可靠性，安装位置靠近出料口一侧。另外，为避免倒料扬尘时的粉尘干扰，信号通过孔径略大于光电管直径且不安装防护玻璃；为避免振动引起的误信号，光电管固定在带式输送机机身侧板上。为保证元器件检测距离的有效可靠和覆盖包装掉落的可能范围区域，在烟梗开包机倒料斗对角安装漫反射光电管4只进行斜向下照射、4只光电各照射倒料斗1/4区域，记为B、C、D、E光电。此方案检测器件布置如图1所示：

1.烟梗开包机倒料斗；2.机械挡杆；3.底部带式输送机；

4.A光电；5.B-E光电

根据包装掉落的特点，报警声光拟定产生于以下情况：

2.1.1 麻袋或内袋在倒料过程中随料掉落。当倒料机构通电后，为防止物料洒落的过程中的干扰，对A光电进行无信号过滤，对B-E光电进行有信号过滤；当A光电从持续有信号转为持续无信号一定时间后，认为物料已从带式输送机输出；由于掉落的不定性，此时B-E光电只要其中一个有信号，即发出报警。

2.1.2 内袋随料掉落过程中卡入挡杆。由于掉落位置的不定性，当内袋掉落卡入挡杆时，如果A光电可以从持续有信号转为持续无信号一定时间后，报警条件同2.1.1。如果A光电持续获得信号，则当倒料机构再次通电后，下一包还没有开始倒料，此时无论A光电有无信号，B-E光电只要其中一个检测到信号，即发出报警。

2.1.3 麻袋或内袋在甩包过程中发生掉落。当倒料机构失电后，已开始进行退包动作，此时当B-E光电只要其中一个检测到信号，即发出报警，并停止带式输送机，防止包装进入定量机构可能导致的破损。

由于倒料的集中性，可能会导致下一级设备向烟梗开包机发出停止出料信号，从而导致可能出现A光电没有信号时，B-E光电检测到的是没有完全输出的物料，此时不发出报警。同时，如前端倒料光电仍有信号，麻袋正在输送，则停止倒料输送带运转，防止下包物料的倒料引起的干扰。当下一级设备允许烟梗开包机再次进料后，带式输送机正常启动出料，延时一定时间后再采集B-E信号，同时在一定延时后启动烟梗开包机运转以避免误报警。此方案中烟梗开包机倒料斗内的4只漫反射光电检测距离标定值为1m，但在实际实验检测塑料袋时只有0.45m，且倒料斗内的粉尘较大。为保证检测的可靠性，检测器件必须每日擦拭维护并检查线路是否松动。

2.2 方案改进优化

由于包装有时会通过现有机构的挡杆进入下级设备，在出料口又增加了一个垂直方向的隔挡，距离带式输送机输送面3cm，防止包装进入定量装置造成的人工处理强度大和出现影响产品质量的隐患。由于隔挡可正常通过烟梗原料，考虑在隔挡前后位置尝试进行检测。改进优化的方案如图2所示：

1.烟梗开包机倒料斗；2.A光电；3.溜板；4.B光电；

5.新增机械挡杆

公司机械助理工程师，研究方向：设备设计和开发。

（责任编辑：黄银芳）

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