研制小盒内衬纸缺失检测剔除装置.docx
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研制小盒内衬纸缺失检测剔除装置
红云红河集团
乌兰浩特卷烟厂
（创新型）
卷接包车间机电QC小组
一、小组概况
小组概况表
小组名称
卷接包车间机电QC小组
成立时间
2014年1月
本次活动时间
2014年1月—6月
成果类型
创新型
参加本次活动成员简介
姓名
性别
学历
职务
组内职务
组内分工
李文强
男
本科
班长
组长
组织协调
毛国辉
男
高中
电气设备员
组员
器件选型
郑凯泽
男
本科
电气修理工
组员
设计安装调试
王焜
男
高中
修理工
组员
设计
孔德林
男
高中
修理工
组员
安装
制表：
郑凯泽时间：
2014年1月10日
二、选择课题
（一）问题的提出
YB45小盒包装机在生产过程中偶尔会出现小盒内衬纸包裹不完整的质量问题。
由于小盒内衬纸包裹不完整，烟支在传送过程中会发生掉落，所以会出现下图所示的质量缺陷。
（二）现状的调查分析
经过现场调查发现，由于YB45小盒包装机安装有内衬纸偏移和拉片检测装置，但内衬纸偏移和拉片检测装置安装在内衬纸成型过程中（见图A）。
YB45小盒包装机生产过程中，在内衬纸成型后的三号轮和后面的工位中（见图B）发现上图所示的产品质量缺陷。
所以小组成员决定设计一种检测装置，对上述缺陷产品进行有效检测，防止流入下道工序。
图A
图B
1月份单班人工发现缺陷小盒统计表（云烟红）
机台号
5号
6号
7号
8号
9号
10号
12号
缺陷小盒数
14
17
18
25
22
15
7
（三）选定课题：
研制小盒内衬纸缺失检测剔除装置
三、设定目标
经过多次现场分析确定了目标：
通过重新设计检测装置准确识别内衬纸损坏的小盒，阻止内衬纸损坏的小盒流入下道工序，剔除合格率达到100%。
四、提出方案并确定最佳方案
方案一：
在三号轮第四个工位上安装内衬纸破损检测，并将信号接入四号轮第二个工位上的卡纸缺失检测，内衬纸破损的烟包被检测出，在三号、四号汇合工位处汇合后，在八号轮以缺失卡纸的名义被剔除。
见下图：
方案示意图
方案一的实验分析
试验分析
特点
分析结论
三号轮安装内衬纸破损检测装置
优点：
1.由于借用原机信号，可以在检测到缺陷内衬纸后，实现剔除。
2.改造简便，周期短。
（1小时）
缺点：
1.只能检测内衬纸烟包的上面，无法检测底部，容易出现漏检。
2.由于借用原机信号，所以其检测同步宽度受原机信号限制（角度：
44度），检测宽度太窄，容易出现漏检。
无法达到目标
不采用
实验时间：
2014年2月18日实验地点：
卷接包车间
由于此方案只能检测铝纸的一面，而且检测宽度过窄，有漏检的可能，所以小组成员决定不采用。
方案二：
将CH入口输送链的电容式双烟包检测用电感式接近开关替代，当电感式接近开关检测不到金属的铝箔（内衬纸）则机器停止，由操作工将缺陷烟包取出。
见下图：
方案二的试验分析
试验分析
特点
分析结论
CH入口输送链替换安装内衬纸破损检测
优点：
由于替换原机的传感器，因此，改造简便，周期短。
（1小时）
缺点：
1.只能检测内衬纸烟包的上面，无法检测底部，容易出现漏检；
2.由于借用原机信号，所以其检测同步宽度受原机信号限制（角度：
210度），检测宽度太窄，容易出现漏检；
3．原机检测点带有传感器自检测功能，更换电感式传感器后，机器出现报警；
4.检测内衬纸破损后，停止机器运行。
无法达到目标
不采用
实验时间：
2014年2月22日实验地点：
卷接包车间
此方案虽然改造简便，但同样只能检测烟包上面的内衬纸，容易出现漏检，所以不予采用。
方案三：
独立设计一种检测剔除装置，安装在小盒包装机与透包机的烟包输送通道处，对烟包两面的内衬纸进行检测，并实现同步剔除。
见下图：
试验分析
特点
分析结论
烟包输送通道处安装内衬纸破损检测装置
优点：
1.能对小盒内衬纸两侧进行检测，不易出现漏检；
2.可实现同步剔除；
3.检测宽度可自行调节，可达到最大检测宽度。
缺点：
设计周期长（1个月）
可以达到目标
采用
实验时间：
2014年3月5日实验地点：
卷接包车间
方案三的试验分析
此方案对内衬纸两侧进行检测，检测宽度覆盖整个小盒，检测精度高，同时能够实现自动剔除缺陷烟包。
虽然设计周期较长，但综合考虑此方案有较大优势，故予采用。
方案的细化：
为了能够实现第三种方案的各项功能，小组成员对方案中涉及到的主要元器件进行了选型分析。
（一）可编程控制器的选用
可编程控制器选型分析
型号
外型
尺寸
编程方式
价格
优点
缺点
分析
结论
三菱PLCFX1S-30MR-001型
60×90×75mm
电脑编程（编程软件中文版）
500元
1.编程软件中文版；
2.尺寸较小；
3.价格较低。
无编程面板
不采用
SiemensS7200控制器6ES7214-2AD23-0XB8
138×80×62mm
电脑编程（编程软件中文版）
1500元
编程软件中文版
1.价格较贵；
2.尺寸较大。
不采用
SiemensLOGO智能逻辑控制器
72×53×90mm
1.电脑编程；
2.集成编程面板；
3.可用存储卡上传、下载程序。
500元
1.编程方式多样、方便在线调试；
2.价格较低；
3.尺寸较小，方便布置安装。
集成编程界面为英文
采用
小组成员从三个备选控制器的价格、尺寸、便捷性等几个方面进行比对，最终选用了SiemensLOGO控制器，它具有小巧、独立的编程小面板等优点。
见右图
（二）内衬纸检测传感器的选用
内衬纸检测传感器选型分析
型号
输出类型
检测距离
优点
缺点
分析
结论
IAC02NA型
PNP
1.5mm
PNP的输出方式符合控制器的输入要求
检测距离很近
不采用
AN6X-
H1141型
NPN
3mm
检测头与接线为插接式，方便更换。
1.NPN的输出方式不符合控制的输入要求；
2.检测距离较近。
不采用
DW-AS-503-M18-002型
PNP
12mm
1.检测距离较远；
2.PNP输出符合控制器的输入要求。
无
采用
内衬纸检测传感器的选用定位：
能够检测金属的电感式接近传感器，选型时主要考虑检测距离，综合表中的三种方案的优缺点，我们选用了上表所示的第三种方案的传感器作为内衬纸检测传感器。
（三）剔除电磁阀的选用
剔除电磁阀主要考虑其通风量、响应速度。
剔除电磁阀的选型分析
型号
流量CV
响应速度
优点
缺点
分析
结论
35A-AAA-DABA-1BA型
0.18
14000次/分钟以上
高速输出
流量较小
不采用
SR540-RN18DW型
2.2
200次/分钟
流量较小
速度较低
不采用
37A-AD0-HDAA-1BA型
2.2
14000次/分钟以上
1.流量较大；
2.高速输出。
无
采用
经过比对，小组成员选定了第三种方案的电磁阀，它具有响应快，流量大的优点。
（四）确定最佳方案
小组成员通过以上的实验分析，结合实际工艺需要，确定了最佳方案：
五、制定对策
为了能够完成方案，小组成员制定了详细的对策实施表。
对策表
序号
程序
步骤
对策
目标
措施
完成
时间
地点
责任人
1
加工机械安装部件
设计机械图纸并按图纸加工，领用电气无件。
器件满足机械要求
用Solidworks软件设计机械图纸，并进行加工。
2014年
4月
15日
卷接包车间
王焜
李文强
2
准备电气元件
按照企业相关程序申购
元件满足电气要求
到设备库领用
2014年
4月
15日
设备库
毛国辉
3
设计程序
编写SiemensLOG程序
保证程序满足工艺流程
对照流程图利用LOGOComfort软件进行程序编写
2014年
4月
15日
卷接包车间
郑凯泽
毛国辉
4
安装调试
机械和电气安装
保证机械安装到位，电气动作正常。
安装导轨、电气支架及电器元件并接线。
2014年
4月
20日
卷接包车间
郑凯泽王焜
孔德林
六、对策实施
实施一：
加工机械部件
由负责机械设计的小组成员设计机械图纸，并按图纸加工所需的机械部件。
如下图：
经检验加工的部件符合设计要求，可以使用。
实施二：
领用电气元件
向设备科申购项目所需要的电气元件。
光电传感器高速电磁阀
接近传感器SiemenLOGO控制器
经核对元件符合电气要求。
实施三：
设计PLC程序
按照工艺流程，设计了PLC程序。
同步脉冲程序
检测程序
结果锁存及剔除输出程序
经软件模拟运行，符合流程设计要求。
实施四：
进行安装调试
将各元器件及机械部件安装在YB45小盒包装机与YB55透明纸包装机之间的输送通道上，进行电气线路的连接和机械位置的调整。
组装实物图
经测试：
各输入、输出点动作正常，上图是我们组装完毕后的实物图。
七、效果检查
实施完毕后，小组成员首先进行了测试。
下图是将要通过检测点的小盒。
小盒在输送通道内运行
当小盒由A处的光纤传感器检测到，则安装在通道两侧的电感式传感器对小盒正反面内衬纸开始进行检测。
见下图：
小盒通过B处，被光纤传感器检测到，则停止对小盒的铝纸检测，此时检测结果若为无破损内衬纸，则小盒顺利通过剔除点，进入下道工序。
见下图：
如果检测结果为破损内衬纸，当小盒到达C处时，系统启动剔除电磁阀50ms，将该缺陷产品剔除。
见下图：
为验证该检测剔除装置是否可靠，小组成员根据实际情况制作了包含三种内衬纸缺陷的小盒25盒与5盒无缺陷小盒共30盒，随机放入该检测点，统计其剔除数据。
见下表：
小盒内衬纸检测剔除装置检验数据
内衬纸正面损坏烟支漏装
内衬纸反面损坏烟支漏装
内衬纸丢失烟支漏装且有残支
无铝纸缺陷小盒
标准数量（盒）
8
9
8
5
剔除数量（盒）
8
9
8
5
检测合格率（%）
100
100
100
100
从上表可以看出，该检测装置的剔除合格率为100%，达到了预期的目标。
随后，小组成员统计一个月的单机内衬纸破损检测装置的剔除量。
见下表：
5月份单班检测装置剔除缺陷小盒统计表（云烟红）
机台号
5号
6号
7号
8号
9号
10号
12号
缺陷小盒数（盒）
8
9
6
10
11
9
9
小盒内衬纸检测剔除装置能够准确的对小盒内衬纸完整性进行检测，防止具有A类质量缺陷的小盒流入下道工序，提高产品质量的在线监控能力。
经实验，此装置也能准确检测并剔除拉片丢失的小盒。
八、标准化
为适应今后设备的维修保养要求，我们将本次活动的资料纳入卷接包在线检测设备测试标准中。
培训记录
培训内容
小盒内衬纸检测剔除装置使用方法
培训时间
2014年5月17日
授课人
郑凯泽王焜
培训地点
卷接包车间
参加人员
张瑞馨魏征明刘建军
内容：
小盒内衬纸检测剔除装置使用方法和注意事项。
我们利用早晚班的例保时间，将该检测装置的使用方法及注意事项在车间现场对两个班的挡车工及相关人员进行培训。
经过培训挡车工及相关人员能够熟练操作和保养检测装置。
九、总结及今后打算
（一）总结
1.该独立装置防止了卷烟生产包装过程中，内衬纸破损或丢失的不合格小盒流入下道工序从而造成的质量事故。
2.通过小组成员的精诚合作，圆满的完成了此次任务。
（二）今后打算
本QC小组在今后工作中将坚持持续设备改进的思想，不断发现并解决生产过程中影响质量、机效、安全等方面的问题，保证设备的稳定运行。
下一步小组成员陆续要将其它几台GDX2加装小盒内衬纸检测剔除装置。
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