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  • YP19型装封箱机
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    一、产品研发背景

      YP19型装封箱机是在充分借鉴国内外现有同类产品优点的基础上,许昌烟机公司自主研发的新一代烟用条盒装封箱设备。该设备具有如下特点:

    1、与AGV小车无缝对接,纸箱完全实现物流自动化供给,  

    2、采用视觉系统检测烟箱缺条;

    3、纸箱相位机器视觉识别,纸箱反向放置时自动旋转予以纠正,并具有对混入的错牌纸箱识别报警功能。

    4、能够使用目前烟草行业正在推行的RIFD读码功能与工业以太网通讯接口, 方便地和其他数据采集系统提供生产和运行数据运用到烟草现代化生产数据的管理当中去。

    5、本机应用了大量的伺服驱动系统,直线运动单元,气动系统等自动化装置。取代了同类产品采用的大量复杂、噪音大的凸轮机构。

    6、可简便实现大、小箱互换。能满足各规格条烟的装箱生产。

    7、可以使用现在烟草行业推行的循环纸箱。

    8、外观设计:采用进口铝合金型材+有机玻璃

    二、主要技术参数

    1、生产能力:6/min 50/箱)

            8/min 25/箱)

      有效运行率:≥95 %

    2、包装产品规格( L×H×B):

          最大590mmX255mmX460mm

          最小275mmX250X440mm3  

    3、噪声:85dB(A)

    4、封箱方式:胶带封箱;热熔胶封箱;组合封箱。

    5、机组外形尺寸(L×W×H) : 6260×3870×2006mm

    6、机组重量:4.2

    7、装机容量:10.6kW

    8、条烟入口高度:700mm

    9、烟箱出口高度:805mm

    10、电源电压要求: AC380v±38v50Hz±1Hz

    11、压缩空气压力要求0.4MPa0.8Mpa;

    12、气流量0.1m3/min

    13、真空压力:-0.08MPa       

    14、真空流量:40m3/h

    15、纸箱库与AGV对接高度150mm-600mm

    三、主要技术特点


    纸箱自动抓取装置

    作用:将AGV小车送来的纸箱逐一抓取,检查纸箱的相位是否正确,如果不正确,机械手吸臂装置旋转180度。经整理定位后,送给纸箱自动供给机构。

    纸箱自动供给装置

    作用:经过整理定位后的纸箱,由横向抓取装置逐一抓取送给纸箱打开机构。


    纸箱打开装置


























    作用:将自动供给装置抓取过来的扁平纸箱,通过两个气缸驱动四连杆机构将纸箱展开。上部吸盘装置吸在纸箱顶部使纸箱不可移动。

    烟箱打开过程示意图

    条烟输送装置

    作用:是将条烟从上游设备送入条烟堆叠装置,为条烟堆叠成垛作准备。

    结构特点:条烟输送装置的同步皮带上方设计了整理毛刷辊和条烟防跳压架。防跳压架利用其自重,确保堆叠装置前的第一条烟不被堆叠的条烟垛带起。

    条烟堆叠机构

    作用:将条烟输入机构送来的条烟,按五条一层、五层一垛的规律整理、码垛。

    堆叠机构专利1

    机构特点:惰性凸轮,无回位弹簧,机构运转平稳,震动小。烟条过渡平稳,噪音低。

    堆叠机构专利2

    机构特点:四连杆机构,烟条过渡平稳,噪音极低,无需润滑。环保清洁。

     

    以上三种堆叠机构可以由用户任选。

    推烟机构

    作用:将条烟推入纸箱。

    结构特点:由减速电机驱动链条滑车机构完成推烟动作。

         推烟板由上下两部分组成。推烟时,上下两部分工作面平齐;回程时,下半部分向后翻折。保证回程时不会占用条烟堆叠所需的空间,以提高机器效率。

    纸箱撑口装置

    作用:撑开纸箱口,并在纸箱口内侧对纸箱形成矩形刚性支撑,使其自然成为5x5条烟垛进入纸箱的导引通道。


    封侧边结构

    作用:对纸箱后侧的侧边进行折叠。

    结构特点:为避让纸箱打开,整个机构安装在一个由无杆气缸驱动的滑道上。打开纸箱时,本机构向右移位,避开纸箱。

     


    封箱机构

    作用: 烟箱经过本机构时,在两侧流利条、导向杆、拍合气缸的作用下完成折边封箱动作。

    烟箱推出装置

    功用:将装完条烟后的烟箱,在导板的推动下完成封胶黏粘,使烟箱输入到烟箱输送线。

    结构特点:伺服电机经减速机与主动链轮相连结,通过链条带动滑块沿导轨方向水平移动,同时伺服电机还经主传动轴与凸轮相连结,通过连杆机构实现导板在水平移动过程中进行翻转。



    粘胶带机构

    作用:粘胶带机构安装在设备的出口处,分为左右两部分。

       左右两部分均设计有应急气缸,以便在发生故障(如缺条)或调试时,将两侧胶带纸收纳到机构空腔内,此时烟箱不被粘胶带(不封箱)





    大小箱快速转换

    本机可以通过以下部件实现大小箱快速转换

    位置显示器:装在手轮处,用于显示烟箱通道的尺寸,以便于大小箱互换。

            不需要更换零件1小时内完成.


    机械防护罩

    铝合金型材框架;透明式设计;外观美观。

    YP19型装箱机电控部分介绍

    YP19全自动装封箱机以德国倍福工控机为控制中心,采用EtherCAT高速总线和现场总线端子、阀岛、变频器以及伺服控制器等进行数据交换,完成逻辑控制、速度控制以及位置控制等功能。

     

    1.EtherCAT总线

    快速:全双工 100M

    可靠:工业级以太网

    布线方便、灵活:支持星形、线型、菊花    链型、多分枝等多种拓扑结构。

    电缆: 标准的 CAT5 电缆,无交叉

    配置简单:基本做到即插即用,地址自动分配

     

    2.工控机(IPC

    本设备采用德国BECKHOFF公司的面板式工控机(IPCCP6202,作为控制中心CP6202运行通用的WINDOWS程序,所有用户程序都在这一环境运行。

    用于逻辑控制的PLC功能在windows底层,属于最高优先级,确保控制系统稳定可靠。

    界面程序在windows平台上正常运行图像识别程序也在windows平台正常运行各种软件都在一个工控机里运行,更容易管理、协调。

     

    3.伺服控制系统

    采用德国LENZE公司新型94系列伺服控制器,电机采用高动态响应的同步伺服电机变频器采用LENZE公司84系列高性能矢量变频器。

    模块化结构;动态响应快;高可靠性。


    4.缺条检测系统

    本系统采用的是基于PC的视觉检测系统。调试、查询方便、灵活。

    检测软件与PLC程序同在一个工控机内运行,数据交换灵活、效率高,稳定性强。

    相机采用德国AVT高性能工业相机,稳定性高,寿命长。

    图像可以和条码阅读器结合存储,方便查询历史图片信息。

    缺条检测通过检测每条烟的端面的图案颜色等信息来判断是否缺条、混烟。

    5.人机界面

    作用:显示设备运行信息;显示当前故障信息;设定、修改参数;辅助操作、维修、诊断。

    YP19型装封箱机人机界面程序采用高级语言DELPHI编写,界面友好,操作可靠。人机界面程序与PLC程序和相机图像检测程序之间通过OPC方式交换数据,从而保证了系统的实时性,稳定性和高效性。

    电气系统--人机界面


    参数设定:可设定设备的速度、相关部件的运行位置、润滑等


    维修服务:可单独操作,执行电机或电磁阀的动作


    状态显示:查看各个传感器或执行器件的当前状态


    报警记录:查看历史报警记录,方便分析常见故障


    视觉检测部分画面

    参数设定:设定缺条检测的灵敏度等


    查询箱烟历史画面:可以按日期查询;可以按条码查询。

    6.预留数据采集接口

    本系统使用一个千兆路由器预留标准的工业以太网通讯接口,可以方便地和其他数据采集系统提供生产和运行数据。

    7.品质保证

    标准件、外购件采用进口产品

    轴承:瑞典SKF

    直线导轨:德国BAHR公司产品

    小五金件:德国ELESA公司产品

    减速电机:德国LENZESEW公司产品

    气路系统:FESTO公司产品

    工控机、显示器:德国BECKHOFF产品

    IO模块:采用德国BECKHOFF公司E-BUS总线模块。通过ETHERCAT总线通讯。

    交流伺服驱动系统:德国Lenze公司的伺服电机及伺服控制器,所有伺服控制器都配置有ETHERCAT总线接口。

    光电开关、接近开关:选用德国SICK(施克)公司的产品。

    8.安全保护装置

    根据国家标准,在设计和制造设备过程中,充分考虑了其安全防护问题,设置了必要的安全装置。

    1、操作人员保护措施

    装封箱机外围装有透明防护门封闭着装封箱机所有的运动部件,在设备运行期间保护操作人员,以防造成不必要的伤害。

    当安全防护门被打开时,装在门上的安全防护开关会自动关闭设备。

    这些安全防护开关的电路故障同样能够安全关闭设备。

    2、紧急停止开关

    装封箱机上装有几个带有红色按钮的紧急停关,这些开关放置在一个黄色盒子里,均属于强制打开型,按下意一个紧急停止开关均能迅速关闭设备。

    故障排除之后,首先手动松开紧急停止开关,然后按操作盘上的复位按钮,清除紧急停止信号,并使控制程序复位。

     

    四、设备运行指标及成品质量指标YP19型装封箱机目前整机已经售出8台,在各烟厂使用情况良好。

    上图是海南红塔卷烟厂YP19型装封箱机的使用情况,20144月到目前,该设备运行平稳,对其烟厂生产的各种规格的香烟都能满足使用要求,烟条内在质量和烟箱外观包装质量十分完好,烟箱缺条检测等并和箱装条码一一对应后正确剔除。得到了使用单位的高度认可。设备运行效率达到98%以上,故障率在0.2%以下。

    五、产品可选项功能配置(图文并茂,简要说明其功能作用及使用原因背景)

    1、热熔胶机本机热熔胶粘胶带装置可以根据用户需求选用。

    诺信公司生产的ProBlue 7热熔胶机

    2AGV小车自动上箱部分:可以根据用户自主选用。

    上图就是没有AGV小车自动上箱部分的YP19装封箱机

     

    七、产品安装调试进度及准备说明

    1、为了避免搬运过程中损伤机器,请将搬运机器的箱子放在离安装地点尽量近的位置。

    2、请注意印在运输箱上的提示标志。

    3、检查机器的运输损伤情况。

    4、用户提供3T以上的起重吊车或叉车、钢丝绳,直径453米长的元钢。

    5、设备是分拆三部分包装运输的,吊装三部分后,在工艺布局中的位置,进行连接安装,调平。

    6、将调整好的机器与上游机器和下游机器对接。

    7、注意事项:

    1)检查电气箱安全情况。

    2)检查所有安全装置的功能。

    3)所有电气连接都必须由电工按照电路图来进行。

    4)首次运行机器之前:检查电机的转动方向.

    8、安装调试进度安排:整套设备安装周期为10个工作日。设备现场安装调试时间累计不超过20天。

    11-7天:完成整套设备的机械安装。

    28-10天:完成整套设备的电气安装。

    311-12天:上述工作完成后,检查线路,加电空转试运行4小时

    413-16天可以试投料调试,现场人员培训。

    517-20天小批量试生产。

     

    八、设备平面布局图

    YP19型装封箱机平面图

     

    九、产品销售业绩

    台湾卷烟厂      1台(2011年)

    海南红塔卷烟厂   1台(2012年)

    涪陵卷烟厂      6台(2012年)

    十、同类产品对比      

    YP19型装封箱机在产品性能上比国内的同类产品具备了一下优点:

    1、纸箱抓取机械手的各轴运动均采用德国LENZE伺服电机驱动德国BAHR直线运动单元的方式,运行平稳、可靠、定位准确。

    2、纸箱相位判别采用机器视觉系统,可实时监控纸箱和条烟的供给状态。当纸箱放反时自动旋转予以纠正;当纸箱放置不当或混入其它品牌烟箱时给予故障提醒并停止抓取。

    3、缺条检测采用机器视觉系统,相比其它以称重或放射性为原理的检测方式,检测可靠性高、使用维护方便、环保、人体安全性高。当烟垛推入烟箱时自动拍照并保存图片以便历史查询;当出现缺条时给予故障提示,缺条箱烟在出口处不封胶带并剔除。如果和条码阅读器连接,将烟箱条码与箱内条烟检测图片进行关联,根据条码或者生产时间,可精确查询到每个烟箱内条烟的历史图片,为产品质量追溯提供可靠依据。

    4、自动补给纸箱机械手机构、纸箱垛转运机构与装封箱部分模块化联结,可根据客户需求改变或取消自动纸箱供给系统。

    5、气动部分采用FESTO总线阀岛技术,控制、维护方便,外形美观。

    6、可简便实现大、小箱互换。

    7、外观设计:采用进口铝合金型材+有机玻璃,可视性强,外形美观。封闭性性生产,大大的提高了设备的安全性。

    8、可实现AGV小车与纸箱供给系统的无缝对接,实现了全程自动化的装封箱生产过程。提高了生产效率及自动化生产水平。

    9、全自动装封箱机电气部分以德国倍福工控机C6920作为控制中心,采用EtherCAT高速以太网总线和现场总线端子、变频器、伺服控制器等元器件进行数据交换,并完成逻辑控制、速度控制、位置控制、现场实时数据处理和历史数据查询等功能。

    10、按照生产流程,逻辑控制分为取箱段和封箱段两部分并可单独控制。取箱段主要采用LENZE伺服系统精确、快速地将扁平纸箱输送到封箱段,保证条烟装封箱部分有充足的纸箱;封箱段完成条烟输送、条烟堆垛、烟垛装箱,烟箱输送及封胶带等过程。各动作过程紧密协调,可靠而高效。

    11、系统采用OPC进行数据交换,并提供标准的工业以太网接口,可为工厂MIS系统提供了数据接口。

     

    YP19全自动装封箱机机械系统在引入国外设计理念的基础上进行了改造和创新,取代了同类产品的凸轮机构,采用了较多的伺服驱动、直线运动单元和气动元件等自动化原件动作迅速、定位精度高准确,产品质量高,设备运行噪音、故障率低,使用维修方便。电气系统采用德国先进的TwinCAT平台设计,安全可靠,简单高效,无论是运行速度还是控制精度在国内现有同类产品中处于领先地位;关键零部件均选用进口材质或国外知名品牌。

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