卷烟纸无胶带拼接在卷接机组上的运用范文

摘要：对ZJ17卷接机组盘纸拼接系统中双面胶带拼接方式存在的问题，制定详细的卷烟纸无胶带拼接装置研制方案。新装置研制和现场安装、调试后，成功取消卷烟纸双面胶拼接胶片，简化盘纸拼接工艺流程，减少设备开机人员操作动作，有效控制辅料损耗。

关键词：卷烟纸拼接；伺服控制；自动接纸

0引言

在ZJ17卷接机组上，研制一套不需要胶带拼接伺服控制的自动接纸装置，并利用原机拼接装置的安装位置进行安装，以达到取消卷烟纸拼接胶带辅材消耗，简化设备操作步骤。同时，利用伺服控制技术，精确控制拼接时卷烟纸的加速量和纸芯剩余量，降低卷烟纸单箱消耗。

1卷烟纸无胶带拼接与同类技术综合比较

目前国内烟草行业内卷接机组大部分延续使用传统胶带拼接方式，在卷接机组生产过程中，卷烟纸的供应与拼接大部分采用主机组自带的半自动胶带拼接组件完成，使用过程中要求操作人员完成纸盘装载、纸带取穿、双面胶粘贴等连续工艺动作。同时双面胶粘贴质量会影响到纸带接续的接续效果，甚至造成堵塞、断纸、跑条等问题，继而导致停机问题。研制的ZJ17型卷接机组卷烟纸无胶带拼接装置，采用盘纸无胶带拼接方式替代原双面胶带拼接方式。通过研制一套ZJ17型卷接机组卷烟纸无胶带拼接装置，能有效简化操作人员的操作流程，杜绝了拼接胶带辅材的消耗，同时，利用伺服控制技术对卷烟纸拼接加速量和纸芯剩余量进行精益控制，减少卷烟纸消耗。该项目技术不仅局限于ZJ17卷烟机上使用，还可延伸到同类机型中使用。

2现状情况

采用卷烟纸拼接胶带，需人工粘贴胶带，卷烟纸拼接成功率97.5%，单次拼接卷烟纸平均损耗21.16m。ZJ17卷接机组盘纸拼接系统中存在2个主要问题：①双面胶带在人工粘贴时的位置与紧度需要在一定的范围内，否则会影响到卷烟纸拼接的接头段效果，甚至造成堵塞、断纸、跑条等问题。②带有双面胶带的卷烟纸接头段，然由主机通过传感器检测并剔除，但在使用过程中会因设备故障，造成卷烟纸接头段未完全剔除的情况发生，存在严重的质量隐患问题。

3拟达到的改善目标

安装方式要满足不破坏原机设备，具有较好的互换性的条件；满足≥7000支/min卷烟纸自动拼接；卷烟纸拼接成功率≥98%；单次拼接卷烟纸平均损耗≤13m。在每次自动更换盘纸时，不再产生带有双面胶带卷烟纸接头段。

4主要做法

针对设备原机组配置的卷烟纸胶带式自动拼接装置，对胶带式拼接使用方法进行改进。研制一套不需要胶带拼接伺服控制的自动接纸装置，并利用原机拼接装置的安装位置进行安装，以达到取消卷烟纸拼接胶带辅材消耗，简化设备操作步骤。同时，利用伺服控制技术，精确控制拼接时卷烟纸的加速量和纸芯剩余量，降低卷烟纸单箱消耗。

5改进中主要采用的方法

（1）采用拼接模具压接方式实现拼接。针对原设备卷烟纸拼接装置“拼接辊+双面胶带”方式，研制一套拼接模具，实现卷烟纸自动拼接工作，取消用胶带粘连新旧卷烟纸的压接方式。（2）卷烟纸拼接消耗量的精益控制。新增加卷烟纸拼接伺服控制系统，根据卷烟机实时运行速度，精确控制卷烟纸拼接拉纸辊的转速，实现卷烟纸拼接时卷烟纸的加速量和纸芯剩余量进行精确控制，降低卷烟纸单箱消耗量。（3）采用一体化可嵌入式设计思路。新研制的卷烟纸无胶带拼接装置，采用模块方式的改造方案，预先对模块进行独立的组装和调试，组装时可完成大部分的安装调试工作。现场安装时只需将整体模块嵌入主机，将控制线路进行连接后，即可进行和主机对接后的调试工作。（4）卷烟纸抗拉强度研究。主要对完成无胶带拼接卷烟纸正常运行中抗拉强度进行研究。根据卷烟纸的不同，抗拉强度不尽相同。抗拉强度主要受成型工艺、纤维长短与粗细、纸桨成分、温度、湿度等有关。通常条件下，纸带受力后，其特性与拉伸弹簧类似，在达到一定拉伸率后即被拉断。该项目基于运动控制的电子凸轮控制技术，采用一对精密配合的凸模与凹模，精确控制模具的配合间隙量，通过模具的滚压完成卷烟纸的拼接。ZJ17卷烟机卷烟纸无胶带拼接更换装置，包括机架，设于机架上的新、旧纸卷支撑辊、导轮组、拼接机构，其特征在于拼接机构输出端一侧的机架上设有新纸头剔除机构，拼接机构输入端一侧的机架上设有旧纸切断机构。该装置在不使用任何粘接辅料的情况下，能在线将新卷烟纸拼接到旧卷烟纸上，以连续向卷烟机组提供卷烟纸，完成新、旧卷烟纸的拼接。

6实现卷烟纸无胶带拼接创新点

（1）基于运动控制的电子凸轮控制技术。ZJ17卷烟纸无胶带拼接装置将基于运动控制的电子凸轮控制技术成功应用于卷烟纸无胶带接续过程当中，在稳定的控制无胶带接续功能的同时还有效的降低接续过程中加速段的盘纸辅料损耗量。电子凸轮控制技术是控制轴跟随指定的主轴实际位置按预设的曲线对应关系进行运动控制，从而达到准确、快速、有效且灵活地控制轴的实际运动状态。（2）采用无胶带接续技术。在此项目中新设计采用一对精密配合的凸模与凹模，精确控制模具的配合间隙量，在更换卷烟纸纸时，将新、旧卷烟纸均置于辊对的凸模与凹模之间，通过辊对的各辊轴上的齿轮相啮合使凸模与凹模压接纸带，在不使用任何粘接辅料的情况下，能在线新卷烟纸材拼接到旧卷烟纸上。（3）计算主机旧盘纸直径的数学模型。通过建立主机旧盘纸直径的数学模型，为了有效降低盘纸芯剩余辅料损耗，无胶带拼接装置采用全新的数学模型对主机旧盘纸直径进行精确计算，从而有效避免了ZJ17卷接机组原有粗放式的计算所带来的控制误差，卷烟纸拼接消耗有了大幅降低。

7装置的先进性

新研发的无胶带拼接更换装置在更换盘纸时，新、旧带卷支撑机构之间设置包括凸模和凹模的辊对的压接机构，压接纸带压接过程中，将新、旧纸带均置于辊对的凸模与凹模之间，通过辊对的各辊轴上的齿轮相啮合使凸模与凹模压接纸带，在不使用任何粘接辅料的情况下，能在线新卷烟纸材拼接到旧卷烟纸上。该装置结构简单，不污染卷烟生产主料，不会拉断、皱折卷烟纸，压接可靠，自动化程度高，不需要改动设备安装结构，便于维护、维修，既适用于卷烟纸、滤棒纸的拼接，也适用于任意宽度或长度的包装带材的拼接。新研发的ZJ17卷接机组卷烟纸无胶带拼接更换装置技术已到达国内领先的水平。7.1技术性能指标（1）安装方式满足不破坏原机设备，具有较好的互换性的要求。满足≥7000支/min卷烟纸自动拼接。卷烟纸拼接成功率≥98%。（2）经济指标。取消卷烟纸拼接双面胶带辅材的使用；单次拼接卷烟纸损耗控制在10m以内，其中卷烟纸更换拼接时，每卷卷烟纸纸芯剩余量损耗≤5m；更换拼接时，每卷卷烟纸加速段盘纸损耗≤5m。7.2项目实施效果（1）安装方式实现了在原机设备安装位置安装。满足ZJ17卷烟机7000支/min卷烟纸自动拼接要求。新研制的卷烟纸拼接装置的卷烟纸拼接成功率99.36%。（2）成功取消卷烟纸拼接双面胶带辅材的使用；单次拼接卷烟纸损耗平均控制在9m，其中卷烟纸更换拼接时，每卷卷烟纸纸芯剩余量损耗4.1m；更换拼接时，每卷卷烟纸加速段盘纸损耗4.9m。

8装置在实际生产中的应用效果

ZJ17卷烟机组通过该系统改造后，经过在生产运行使用，充分验证该系统的有效性和可靠性。改造成本和产出比低，安装、使用方便灵活，响应灵敏迅速、系统运行稳定、维护简单、拼接准确率极高。

参考文献

［1］黄聪明，ZJ17卷烟机电气原理图［Z］.常德：常德烟草机械有限责任公司，2011.

［2］廖常初，S7-300/400PLC应用技术［M］.4版，北京：机械工业出版社，2016.

［3］向晓汉，宋昕，变频器与步进/伺服驱动技术完全精通教程［M］.北京：化学工业出版社，2016.

作者:王永才 单位:红云红河烟草集团乌兰浩特卷烟厂