zl26滤棒成型机V槽单支剔废的实现分析

zl26滤棒成型机V槽单支剔废的实现分析

陈远航

（南昌卷烟厂    江西南昌    330009）

摘要：目前烟草工业对产品质量要求的持续提高，对滤棒成型机的剔废精度和效率提出了更高的标准。本文专注于zl26滤棒成型机V槽的单支剔废功能的实现分析。传统的V槽多支剔废方法导致大量无谓的废品产生，而zl26滤棒成型机采用伺服驱动控制器为核心的单支剔废技术，显著提高了剔废精度，降低了废品率。文中深入论述了伺服驱动控制器的运作原理，提出了根据滤棒长度变化而调整的剔除窗口公式，并利用相位跟踪方法寻找和修正最佳的起始剔除点。经实车验证，zl26滤棒成型机单支剔废相较于传统方法，大幅降低了废品率，展现出卓越的技术优势和经济价值。

关键词：滤棒成型机；V型槽；单支剔废；控制器；

烟草行业作为全球最大的消费品行业之一，其生产工艺与技术的进步与创新直接影响到消费者的感知和市场的发展趋势。zl26滤棒成型机，作为目前烟草行业的主流设备，其额定生产能力高达600 m/min，远超过传统设备。然而，如何在保证高速生产的同时，进一步提高产品质量，降低废品率，成为业内研究的焦点。V槽单支剔废技术，就是在这样的背景下应运而生。本文旨在深入解析zl26滤棒成型机V槽单支剔废技术的实现原理与优势，为行业提供一个全面、深入的技术参考，同时为进一步提高滤棒生产效率与质量提供技术支撑。

一、zl26滤棒成型机工作原理与特点

zl26滤棒成型机的核心是V槽单支剔废功能。当成型的连续滤棒切割后进入V槽，一旦需要剔除的滤棒到达特定位置，V槽剔除阀会快速开启，执行单支剔废。该阀保持打开一个特定的时间段后迅速关闭。这样的操作确保了后续滤棒不受干扰，能够顺利继续前进。值得注意的是，考虑到高速生产的需求，剔除阀的开合响应时间必须非常快。以生产速度为600 m/min为例，一支滤棒通过剔除口所需的时间约为12 ms。为满足这一需求，优化后的高速电磁阀能在2-4 ms内完成开合动作，甚至在特定驱动电路的加持下，这一时间可进一步缩短。zl26滤棒成型机的核心是V槽单支剔废功能。

在整个滤棒成型过程中，刀盘电机的旋转与滤棒的行进速度是紧密关联的。正如图1所示，滤棒上标注的角度表示滤棒成型机刀盘电机的旋转角度，换句话说，当刀盘电机旋转一圈时，意味着一支滤棒完成了从成型到V槽的整个流程。为了保证每次剔除的准确性和效率，剔除窗口的设计与设置尤为关键。在zl26滤棒成型机中，为了确保每一个需要被剔除的滤棒都能成功地被移除，剔除窗口的长度被设定为大于或等于滤棒长度的50％。这确保了一个至少180°的相位跨度，为滤棒提供了充足的时间进行剔除操作。

二、V槽单支剔废的控制策略

2.1 控制时序与动态响应

基于zl26滤棒成型机的核心原理，我们采纳了特定的控制时序来确保剔废的准确性和实时性。此控制时序的启动是基于特定的传感器读数。当V槽中的滤棒传感器探测到一个需要剔除的滤棒时，系统的动态追踪计数器就开始工作，计数到设定点时，控制器发送一个剔除脉冲信号。如果此脉冲与剔除窗口的打开时机完美同步，V槽的剔除阀便会执行该操作。

2.2 控制器集成及选择

在现代的自动化控制领域，控制器的集成解决方案正在逐渐成为标配。这种方法是指在一个统一的硬件平台上，使用相同的编程接口来整合多种功能。拿ABB的 R-CPU技术为例，它将流程控制和动态响应控制整合在一个Robotic CPU上。同时，许多基于工业级PC的伺服驱动系统也加入了标准的流程控制功能，如Rockwell的 AutoDrive控制器。这种集成技术旨在简化硬件配置和提高系统响应速度。

为确保zl26的V槽单支剔废功能可以快速、准确地响应，选择了AutoDriveTM控制器来进行详细描述（如图2所示）。这款控制器的快速响应能力是根据其流程控制性能指标来判定的：每执行1000位指令仅需6 s，可以支持无限数量的控制任务，这些任务可以是连续的、周期的或是基于特定事件触发的，并且任务的扫描周期可以达到240 txs。其I/O响应时间（包括数据读取、处理和输出）为480 s。

2.3 高精度控制技术

为了确保V槽单支剔废功能达到最优的控制精度，我们采用了位置同步控制技术，这在伺服驱动领域是一种常见的方法。时序①用于实时监测精确的角度和转速；时序②的剔除窗口采用了电子凸轮或时间凸轮技术，只需基于当前的状态来计算相应的剔除窗口值；而时序③、④和⑤都涉及到简单的逻辑控制。

三、剔废策略的优化

3.1 剔除窗口公式

在滤棒成型过程中，确保准确的剔除是极其关键的。基于zl26成型机的工作原理，剔除窗口的设置直接关联着滤棒的质量和生产效率。剔除窗口的位置和大小由多个因素决定，包括滤棒长度、预定的窗口比例以及与刀盘电机的相关参数。为了详细阐述这一过程，我们引入了相关的公式和方法（参见图3）来确保生产过程中的剔除精确无误。

3.2起始剔除点的精细调整策略

在实际操作场景中，精准地确定起始剔除点对于确保流程的连续性与稳定性至关重要。不合适的起始点选择可能导致剔除过程出现失败或带来其他连续性问题，这可能进一步在后续的加速阶段导致生产流程中的拥堵，从而影响整体生产的流畅性。根据我们先前所述的计算公式，预测的起始剔除点与实际的最佳起始剔除点之间的差异是有限的，很少超出半个滤棒长度的范围。因此，我们推荐使用微调策略，对计算出的理论值进行细小的上下调整。旦进行了修正，最佳的方法是在实际的生产环境中进行验证，确保调整后的值确实能为整个生产流程带来最大的效益。

四、应用效果的深入剖析

基于高端微处理技术，结合先进的伺服驱动技术，滤棒成型机在V槽单支剔废方面得以完美实现。经过一系列实地实车测试，我们得到了一个令人鼓舞的结论：其运行表现出色，令人信服。只要控制器和执行器维持其设计上的执行能力和精确度，剔废成功率极有可能接近100％。

通过对比表1，我们进一步得到明显的洞见。与传统的连续剔废方法相对照，单支剔废不仅提升了控制的精细度，还大大降低了不必要的资源损耗。这两种方法的主要差异在于：连续剔废并未利用相位跟踪，它是一种无差别的剔除方法；而单支剔废，则巧妙地利用了相位跟踪技术，成功地找到了最佳的起始剔除点以确保每次剔除都达到预期的效果。深入探讨这一应用效果，我们明确了一点：找到最佳的起始剔除点是确保单支剔废成功的核心要素。这不仅意味着需要有足够的技术支持，更暗示了对每个细节深入了解的重要性。对于任何希望达到顶级生产效率的制造商来说，这一发现具有深远的实践意义。为了确保这种方法在各种实际应用中都能够达到理想的效果，我们建议持续地进行各种环境和条件下的测试。总之，滤棒成型机的V槽单支剔废，作为一个技术应用的案例，为我们展示了技术与实践相结合的巨大潜力。其成功的关键，在于精准地找到并应用最佳起始剔除点，这为行业内其他相关应用提供了有价值的参考和启示。

参考文献：

[1]许宝华. 滤棒成型机 V 槽单支剔废的实现分析[J]. 烟草科技, 2010 (8): 26-28.

[2]朱磊．西门子MC交流伺服系统在ZL26滤棒成形机组中的应用[J]．烟草科技，2005(3)：l0—12．

[3]王飞，周密，曾海苓，等．基于卷烟机组运动状态的交流伺服驱动系统软件的实现方法[J]．烟草科技，2008(12)：27—3O．

作者简介：陈远航，1991年6月，男，汉族，江西南昌人，本科，职称: 助理工程师