在小盒煙包裝工藝中，除內(nèi)框紙、商標(biāo)紙外，透明紙包裝也是不可缺少的一部分，主要有賽璐玢薄膜（俗稱“玻璃紙”）及聚丙烯薄膜等種類。完美的透明紙包裝不僅能起到美化煙包的作用，還能隔絕空氣水汽，延長(zhǎng)煙支香氣存留。因此，各個(gè)煙廠對(duì)相關(guān)工藝進(jìn)行了研究：盧中焱等研制了透明紙自動(dòng)調(diào)偏裝置，減少了繞卷時(shí)透明紙與紙芯之間的偏移。為提高包裝質(zhì)量，減少客戶投訴，須針對(duì)性分析透明紙?zhí)匦?，完善相關(guān)包裝工藝。1、透明紙?zhí)匦约凹庸すに?.1

特性分析在2019年的消費(fèi)者反饋報(bào)告中，35%左右的卷煙產(chǎn)品投訴與透明紙相關(guān)。造成透明紙質(zhì)量問題的原因主要如下：1）靜電原因。透明紙卷在加工、運(yùn)輸過程中會(huì)因摩擦產(chǎn)生靜電積累，甚至能達(dá)到5kV的靜電電壓[5]。靜電過大會(huì)影響輸送的效果，導(dǎo)致長(zhǎng)角、褶皺。除做好倉(cāng)庫(kù)材料的靜電消除外，還需要一個(gè)合理的透明紙展開控制。2）規(guī)格原因。煙廠換牌生產(chǎn)時(shí)會(huì)更換透明紙規(guī)格，不同尺寸的紙張?jiān)谒图垥r(shí)會(huì)產(chǎn)生邊沿波動(dòng)，導(dǎo)致折疊歪斜[2]。需要進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)搭配糾偏動(dòng)作，保證輸送位置在允許偏差范圍內(nèi)。1.2

機(jī)械結(jié)構(gòu)及加工工藝1.2.1

硬盒小包透明紙包裝工藝盒外透明紙包裝機(jī)主要由機(jī)身部件、硬盒小包輸入部分、拉帶供給部分、透明紙供給部分、可調(diào)式包裝成型部分、透明紙小包兩端折疊和疊包部分、透明紙小包輸出部分七個(gè)部分組成。1）機(jī)身部件：內(nèi)部放置主電機(jī)和主傳動(dòng)，連接機(jī)身上的軸、齒輪、凸輪和連桿機(jī)構(gòu)等進(jìn)行傳動(dòng)。油泵和油箱維持整個(gè)包裝機(jī)的潤(rùn)滑供給。2）硬盒小包輸入部分：機(jī)器運(yùn)行的端部，將煙包由輸送帶送入機(jī)器成型輪上。3）拉帶供給部分：位于機(jī)器左上方，它的功用是將拉帶與透明紙粘接，隨后與透明紙一起輸送。4）透明紙供給部分：位于機(jī)器的正前上方和機(jī)器后面，透明紙卷料車、透明紙卷提升器和透明紙筒架部件保證備料的提供，經(jīng)過輸送部件、拼接部件、糾偏部件、裁切部件等一系列裝置，使?jié)M足質(zhì)量要求的透明紙輸送到成型輪前。5）可調(diào)式包裝成型部分：位于機(jī)器的中間，由槽輪機(jī)構(gòu)導(dǎo)向進(jìn)行間歇旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，完成透明紙側(cè)長(zhǎng)邊的折疊和熱封。6）透明紙小包兩端折疊和疊包部分：位于機(jī)器的中間偏右側(cè)，完成煙包兩端透明紙的折疊和熱封。7）透明紙小包輸出部分：位于機(jī)器的右端，剔除不合格的煙包，保證下一道工序的煙包有合格的外包裝。透明紙經(jīng)過輸送處理后與拉帶可靠粘合，切割定長(zhǎng)后呈“”形包裹由輸入部件傳送來的硬盒小包。先對(duì)煙包兩端面進(jìn)行折疊，然后通過旋轉(zhuǎn)動(dòng)作完成兩側(cè)長(zhǎng)邊的折疊和熱封，最后折疊兩端面的小翼并熱封?？傮w加工工藝如圖1所示。1.2.2

透明紙輸送機(jī)構(gòu)透明紙輸送機(jī)構(gòu)的機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖2所示。透明紙卷放置在備料軸上，釋放的透明紙經(jīng)送紙輥展開、定位、導(dǎo)向等動(dòng)作后，沿導(dǎo)向輪垂直向下輸入到拼接裝置中。1.2.3

拉帶輸送機(jī)構(gòu)拉帶輸送機(jī)構(gòu)的機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖3所示。拉帶紙卷放置在備料軸上，受電機(jī)控制，經(jīng)由一系列導(dǎo)向軸導(dǎo)向，與透明紙粘合。粘合好的透明紙、拉帶輸送至輥輪處進(jìn)行壓實(shí)緊固，使二者更好地結(jié)合成一體。1.3

電氣硬件1.3.1

透明紙輸送機(jī)構(gòu)透明紙輸送機(jī)構(gòu)主要硬件布置如圖4所示。3S316、3S315用于檢測(cè)透明紙卷是否安裝到位。3S317、3S314通過活動(dòng)桿帶動(dòng)凸輪裝置對(duì)透明紙卷進(jìn)行直徑檢測(cè)，凸輪裝置靠近線性檢測(cè)器的一面為線性變化，可供檢測(cè)器通過距離轉(zhuǎn)化為電壓，從而實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)紙卷直徑。當(dāng)使用到3S320/3S319時(shí)會(huì)提示更換紙卷，顯示信息“裝載右/左側(cè)透明紙卷”。當(dāng)3S318/3S313感應(yīng)時(shí)，則說明紙卷已經(jīng)全部用盡，顯示信息“無右/左側(cè)透明紙卷”。3S210用于檢測(cè)透明紙展開平臺(tái)的開閉狀態(tài)。3S211通過活動(dòng)控制桿觸發(fā)，以檢測(cè)透明紙阻塞情況。當(dāng)透明紙緩存展開位置到3S325時(shí)會(huì)提示透明紙儲(chǔ)存已滿，若3S328被觸發(fā)則說明透明紙已經(jīng)斷裂。在機(jī)箱內(nèi)部還放置了一個(gè)靜電消除器，用以消除在線靜電。1.3.2

拉帶輸送機(jī)構(gòu)拉帶輸送機(jī)構(gòu)主要硬件布置如圖5所示。拉帶的張緊力通過活動(dòng)臂桿的位置來監(jiān)測(cè)，3S226通過檢測(cè)活動(dòng)臂桿下凸輪位置控制，當(dāng)檢測(cè)到臂桿活動(dòng)位置達(dá)到90%傾斜時(shí)，會(huì)提示“拉帶最小備用量”。當(dāng)凸輪激活3S227時(shí)，則證明導(dǎo)向軸上無拉帶，會(huì)提示“拉帶用盡或斷裂”。2、軟件控制流程針對(duì)容易影響透明紙質(zhì)量的兩個(gè)主要原因，分別設(shè)計(jì)透明紙展開、糾偏控制和拉帶展開程序。2.1

透明紙展開控制展開動(dòng)作由驅(qū)動(dòng)器A890配置伺服電機(jī)3M820，通過3S324進(jìn)行控制。3S324是一個(gè)線性傳感器，用以檢測(cè)透明紙?jiān)?～7mm范圍內(nèi)的存量多少。輸出電壓通過程序轉(zhuǎn)換來控制3M820的轉(zhuǎn)速。透明紙支撐輸送架，當(dāng)機(jī)器運(yùn)行速度降低時(shí)，透明紙緩存增加，輸送架下降，3S324的測(cè)量值變大，電機(jī)轉(zhuǎn)速減慢。當(dāng)機(jī)器運(yùn)行速度增加時(shí)，透明紙緩存減少，輸送架上升，3S324的測(cè)量值變小，電機(jī)轉(zhuǎn)速增加。在透明紙輸送的調(diào)速過程中，會(huì)根據(jù)3S317、3S314的檢測(cè)進(jìn)行線性制動(dòng)，防止透明紙慣性飛出導(dǎo)致纏繞和斷裂。當(dāng)3S211檢測(cè)到發(fā)生堵塞時(shí)，可以通過把手脫離整個(gè)展開裝置，這時(shí)會(huì)觸發(fā)3S221并報(bào)警“透明紙部件脫開”。2.2

透明紙對(duì)齊糾偏控制透明紙對(duì)齊檢測(cè)功能由內(nèi)、外、中三個(gè)光電傳感器3B327、3B326、3B328控制步進(jìn)電機(jī)3M819來完成，安裝位置如圖4所示。機(jī)器運(yùn)行時(shí)，首先檢測(cè)3B327是否感應(yīng)到透明紙，若未檢測(cè)到則說明安裝時(shí)向內(nèi)偏移過大，此時(shí)會(huì)啟動(dòng)3M819，多次驅(qū)動(dòng)校正輥拉扯透明紙向外高速移動(dòng)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)次數(shù)達(dá)到30次還未檢測(cè)到，則會(huì)報(bào)警“透明紙未校直”并停機(jī)。3B326需要始終保持感應(yīng)不到透明紙的狀態(tài)，若檢測(cè)到則說明安裝時(shí)向外偏移過大，此時(shí)會(huì)啟動(dòng)3M819，多次驅(qū)動(dòng)校正輥拉扯透明紙向內(nèi)高速移動(dòng)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)次數(shù)達(dá)到30次還未檢測(cè)到，則會(huì)報(bào)警“透明紙未校直”并停機(jī)。3B328位于上述兩個(gè)光電傳感器之間，保證透明紙的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。當(dāng)傳感器未檢測(cè)到透明紙時(shí)，會(huì)啟動(dòng)3M819，多次驅(qū)動(dòng)校正輥拉扯透明紙向外低速移動(dòng)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)次數(shù)達(dá)到30次還未檢測(cè)到，則會(huì)報(bào)警“透明紙未校直”并停機(jī)。當(dāng)傳感器檢測(cè)到透明紙時(shí)，則會(huì)反方向進(jìn)行相同的操作。步進(jìn)電機(jī)的拉扯速度可以通過設(shè)置驅(qū)動(dòng)器A398DIP撥碼開關(guān)來調(diào)節(jié)，撥碼和電流對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示。2.3

拉帶展開控制展開動(dòng)作由驅(qū)動(dòng)器A890配置伺服電機(jī)3M679，通過3S226進(jìn)行控制。3S226通過檢測(cè)擺臂下凸輪在0～7mm范圍內(nèi)距離變化來判斷拉帶拉緊的程度，拉帶越緊，擺臂位置越靠左，則凸輪遠(yuǎn)離傳感器，電機(jī)速度就會(huì)加快；反之，拉帶越松，擺臂位置越靠右，則凸輪靠近傳感器，電機(jī)速度就會(huì)