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【摘要】小盒透明纸包装机（简称CH机）在更换原辅材料透明纸时，需要把机器停下来，由操作工用手动拼接装置对透明纸进行拼接，这种拼接方式增加了操作工劳动强度，影响了设备的有效作业率。通过对小盒透明纸自动拼接装置的安装空间、自动拼接机构、透明纸定位器、透明纸微剩余量、电器控制方面等方面展开研究，实现了CH小盒透明纸设备在运行的情况下进行全自动拼接过程，把透明纸剩余量降低到最低限度，减小了操作工的劳动强度，提高设备效率1.5个百分点。
【关键词】CH小盒透明纸包装机;手动拼接;自动拼接装置;透明纸微剩余量
引言
GDX1/X2卷烟包装机组是意大利GD公司生产的设备，它由X1/X2包装机、CH小包透明机包装机、CT条盒包装机和CV条透明包装机组成。在机械、电气方面具有优良的稳定性和可靠性，在我国烟草工业企业中得到广泛的应用，为我国烟草事业的发展做出了重大的贡献。但是就GDX1/X2包装机组而言，CH小盒透明纸拼接的方式到目前为止一直是采用停机手动拼接的形式，由于受安装条件和设备自身因素的限制，CH自动拼接装置的设计一直是我们亟待解决的一个疑难问题。
1.透明纸手动拼接的工艺流程
CH小盒透明纸包装机的手动拼接装置，主要有手动拼接平台和手动拼接烙铁等组件构成。经过手动拼接组件与拉带合成在一起向下输送，正常工作时左右透明纸盘一个处于使用状态，而另一个处于待料状态。透明纸材料使用完毕后，机器由于缺乏原辅材料而自动停机。这时，操作工把待用的透明纸端部放在手动拼接平台上，与使用完的透明纸对位后，压下手动拼接烙铁使它们粘接在一起后，剪断用完的透明纸，完成了透明纸的手动拼接过程，然后重新启动机器运行。
2.手动拼接装置存在的问题
2.1 每班生产工作时间10小时，每班每个机台要更换12次左右的透明纸卷，一次手动拼接如果需要用时1分钟，一个班就耗时12分钟，则影响设备的有效作业率效率约百分之二。
2.2 手动拼接的过程由操作工手动操作完成，增加了操作工的劳动强度。
2.3 手动拼接操作过程中多次的停机、开机影响了设备工作的稳定性和连续性，对产品质量造成一定的影响。
3.问题的解决思路
3.1 机械机构的设想
透明纸要在运行的状态下进行自动拼接，拼接装置就要随透明纸一起运动，在透明纸的输送过程中完成自动拼接任务。所以机械方面的执行机构要采用一对大小相等，旋转方向相反的拼接辊，拼接时拼接辊子随正在输送的透明纸一起运动。然后用安装在拼接辊子上面的切纸刀把需要更换的透明纸裁断，新的透明纸盘开始工作，拼接辊子每旋转180°完成一次透明纸拼接过程，机械传动机构由伺服电机提供动力。
3.2 电器控制的设想
电器方面主要由伺服电机、伺服放大器、可编程控制器、传感器等元件组成，伺服放大器能精确地实现对伺服电机位置、和速度的控制。根据机械设计要求对拼接报警、拼接辊子运动、拼接时机器降速、拼接搭扣的位移剔除等控制要求，利用可编程控制器对执行动作进行编写程序。
4.CH小盒透明纸微剩余自动拼接系统的研制实施
根据我们的解决思路，我们在对该项目的研制实施过程中主要解决了以下六项关键技术：
4.1 小包透明纸自动拼接装置的安装空间设计
透明纸自动拼接技术能否实现预期目标，首先要考虑对该装置进行科学的布局。把原来手动拼接机构拆除，增加了旋转拼接机构、机械传动机构、伺服电机及电器控制系统等，这就要根据实际情况进行分析，使结构合理紧凑，尽量保持设备原有结构不会做大的改变，避免新装置对透明纸输送机构和拉线输送机构产生干扰。根据所测得的基础数据和透明纸输送的要求，我们利用原手动拼接机构的一些安装位置，在宽度尺寸250mm和高度尺寸350mm的区域内安装拼接装置。
4.2 拼接机构的设计
透明纸自动拼接机构的两个转轴上，分别安装有两个拼接辊子随轴一起转动，透明纸每个拼接辊子上有弧形粘贴区域、压实对衬区域，锯齿形切割刀、透明纸定位板等。一卷透明纸将要使用完时，电控系统发出指令，透明纸拼接机构的拼接辊子开始相对运动，当弧形粘接区域与另一个拼接辊的压实区域接触时，就把即将用完的透明纸和放在定位板处的另一卷待用的透明纸由胶带粘合在一起，随后，安装在压实区后面的锯齿形切刀旋转过来把用完的透明纸切断，新的透明纸卷开始正常工作。
图1 改造后的透明纸自动拼接传动结构示意图
4.3 支承墙板的设计
支承墙板的设计应满足下列条件：一是能够支承拼接机构、传动机构、输纸辊、透明纸定位器、伺服电机等零部件，二是使各构件布局合理，与机器连接可靠，拆卸、维修和操作方便。
图2 安装墙板结构示意图
根据安装空间的设计，利用密度较小的铝合金作墙板的材料，设计了下图所示支承墙板，利用原手动拼接平台的螺纹连接孔，完成了支承墙板的安装。
4.4 透明纸定位器的设计
透明纸压纸定位器安装在两个输纸辊的中间上方位置，主要作用是：
1）定位待用的透明纸，保证透明纸的拼接位置，提高自动拼接的准确性。
2）透明纸开始自动拼接时，新的透明纸和即将用完的透明纸通过拼接区域粘合在一起后，锯齿形切刀随后对用完的透明纸进行切割，新的透明纸材料开始正常输送。
3）分离两个透明纸，待用的透明纸粘贴好胶带后，由压纸定位器把其端部压在定位块处，下面的较宽位置能把待用透明纸端部和正在使用的透明纸隔开一定的距离，防止了透明纸粘连的发生。
4.5 透明纸微剩余量的设计
在透明纸驱动的活动摆杆区间，当透明纸剩余的量在纸盘上全部用完后，活动摆杆到达左侧的拉伸极限位置，这时确定摆杆拉伸的极限位置传感器的安装，把这个信号引入拼接的程序中，从而实现透明纸纸头剩余量达到最小化，左右摆杆的极限位置传感器被触发后，立即执行自动拼接程序，从而保证每一次拼接时透明纸剩余量为最少值。
4.6 电器控制方面的设计
电器方面主要实现三项功能：加装微型可编程序控制器，编写出相关应用程序。用于实现所有自动降速、拼接、切割、剔除等功能。伺服电机带动旋转拼接装置，完成周期拼接行程实现精确定位。需要拼接透明纸时，自动降低透包机运行速度以增加拼接的可靠性，然后自动进行拼接，拼接完成后立即提速，并实现自动剔除拼接纸头的功能。
5.自动拼接装置的实际运行效果
经过技术改造后，经过半年的观察，该装置性能平稳、安全可靠，操作简单方便，拼接成功率达到99%以上，拼接后透明纸搭扣剔除率100%，小盒透明纸的剩余量由原来的26米达到了最小的极限值0.8-1.5米之间。证明本项目的研制取得了成功，随后陆续在全厂同类型设备进行了推广应用。
6.结束语
小盒透明纸包装机自动拼接装置的研制成功并推广应用，彻底解决了小盒透明纸包装机停机更换透明纸的问题，收到了预期的效果。提高了该机型的自动化程度，也大大减轻了操作人员的劳动强度，提高设备效率和节约原材料，每年为企业节约30多万元，为企业取得了显著的经济效益。
参考文献
[1]机械设计手册编委会.机械设计手册[M].机械工业出版社，2004.8.
[2]上海烟草机械有限责任公司，ZB25（GDX1）型软盒包装机机械、电器图册及使用说明书.
[3]三菱电机交流伺服放大器技术资料集.由伺服器厂家提供.
【关键词】CH小盒透明纸包装机;手动拼接;自动拼接装置;透明纸微剩余量
引言
GDX1/X2卷烟包装机组是意大利GD公司生产的设备，它由X1/X2包装机、CH小包透明机包装机、CT条盒包装机和CV条透明包装机组成。在机械、电气方面具有优良的稳定性和可靠性，在我国烟草工业企业中得到广泛的应用，为我国烟草事业的发展做出了重大的贡献。但是就GDX1/X2包装机组而言，CH小盒透明纸拼接的方式到目前为止一直是采用停机手动拼接的形式，由于受安装条件和设备自身因素的限制，CH自动拼接装置的设计一直是我们亟待解决的一个疑难问题。
1.透明纸手动拼接的工艺流程
CH小盒透明纸包装机的手动拼接装置，主要有手动拼接平台和手动拼接烙铁等组件构成。经过手动拼接组件与拉带合成在一起向下输送，正常工作时左右透明纸盘一个处于使用状态，而另一个处于待料状态。透明纸材料使用完毕后，机器由于缺乏原辅材料而自动停机。这时，操作工把待用的透明纸端部放在手动拼接平台上，与使用完的透明纸对位后，压下手动拼接烙铁使它们粘接在一起后，剪断用完的透明纸，完成了透明纸的手动拼接过程，然后重新启动机器运行。
2.手动拼接装置存在的问题
2.1 每班生产工作时间10小时，每班每个机台要更换12次左右的透明纸卷，一次手动拼接如果需要用时1分钟，一个班就耗时12分钟，则影响设备的有效作业率效率约百分之二。
2.2 手动拼接的过程由操作工手动操作完成，增加了操作工的劳动强度。
2.3 手动拼接操作过程中多次的停机、开机影响了设备工作的稳定性和连续性，对产品质量造成一定的影响。
3.问题的解决思路
3.1 机械机构的设想
透明纸要在运行的状态下进行自动拼接，拼接装置就要随透明纸一起运动，在透明纸的输送过程中完成自动拼接任务。所以机械方面的执行机构要采用一对大小相等，旋转方向相反的拼接辊，拼接时拼接辊子随正在输送的透明纸一起运动。然后用安装在拼接辊子上面的切纸刀把需要更换的透明纸裁断，新的透明纸盘开始工作，拼接辊子每旋转180°完成一次透明纸拼接过程，机械传动机构由伺服电机提供动力。
3.2 电器控制的设想
电器方面主要由伺服电机、伺服放大器、可编程控制器、传感器等元件组成，伺服放大器能精确地实现对伺服电机位置、和速度的控制。根据机械设计要求对拼接报警、拼接辊子运动、拼接时机器降速、拼接搭扣的位移剔除等控制要求，利用可编程控制器对执行动作进行编写程序。
4.CH小盒透明纸微剩余自动拼接系统的研制实施
根据我们的解决思路，我们在对该项目的研制实施过程中主要解决了以下六项关键技术：
4.1 小包透明纸自动拼接装置的安装空间设计
透明纸自动拼接技术能否实现预期目标，首先要考虑对该装置进行科学的布局。把原来手动拼接机构拆除，增加了旋转拼接机构、机械传动机构、伺服电机及电器控制系统等，这就要根据实际情况进行分析，使结构合理紧凑，尽量保持设备原有结构不会做大的改变，避免新装置对透明纸输送机构和拉线输送机构产生干扰。根据所测得的基础数据和透明纸输送的要求，我们利用原手动拼接机构的一些安装位置，在宽度尺寸250mm和高度尺寸350mm的区域内安装拼接装置。
4.2 拼接机构的设计
透明纸自动拼接机构的两个转轴上，分别安装有两个拼接辊子随轴一起转动，透明纸每个拼接辊子上有弧形粘贴区域、压实对衬区域，锯齿形切割刀、透明纸定位板等。一卷透明纸将要使用完时，电控系统发出指令，透明纸拼接机构的拼接辊子开始相对运动，当弧形粘接区域与另一个拼接辊的压实区域接触时，就把即将用完的透明纸和放在定位板处的另一卷待用的透明纸由胶带粘合在一起，随后，安装在压实区后面的锯齿形切刀旋转过来把用完的透明纸切断，新的透明纸卷开始正常工作。
图1 改造后的透明纸自动拼接传动结构示意图
4.3 支承墙板的设计
支承墙板的设计应满足下列条件：一是能够支承拼接机构、传动机构、输纸辊、透明纸定位器、伺服电机等零部件，二是使各构件布局合理，与机器连接可靠，拆卸、维修和操作方便。
图2 安装墙板结构示意图
根据安装空间的设计，利用密度较小的铝合金作墙板的材料，设计了下图所示支承墙板，利用原手动拼接平台的螺纹连接孔，完成了支承墙板的安装。
4.4 透明纸定位器的设计
透明纸压纸定位器安装在两个输纸辊的中间上方位置，主要作用是：
1）定位待用的透明纸，保证透明纸的拼接位置，提高自动拼接的准确性。
2）透明纸开始自动拼接时，新的透明纸和即将用完的透明纸通过拼接区域粘合在一起后，锯齿形切刀随后对用完的透明纸进行切割，新的透明纸材料开始正常输送。
3）分离两个透明纸，待用的透明纸粘贴好胶带后，由压纸定位器把其端部压在定位块处，下面的较宽位置能把待用透明纸端部和正在使用的透明纸隔开一定的距离，防止了透明纸粘连的发生。
4.5 透明纸微剩余量的设计
在透明纸驱动的活动摆杆区间，当透明纸剩余的量在纸盘上全部用完后，活动摆杆到达左侧的拉伸极限位置，这时确定摆杆拉伸的极限位置传感器的安装，把这个信号引入拼接的程序中，从而实现透明纸纸头剩余量达到最小化，左右摆杆的极限位置传感器被触发后，立即执行自动拼接程序，从而保证每一次拼接时透明纸剩余量为最少值。
4.6 电器控制方面的设计
电器方面主要实现三项功能：加装微型可编程序控制器，编写出相关应用程序。用于实现所有自动降速、拼接、切割、剔除等功能。伺服电机带动旋转拼接装置，完成周期拼接行程实现精确定位。需要拼接透明纸时，自动降低透包机运行速度以增加拼接的可靠性，然后自动进行拼接，拼接完成后立即提速，并实现自动剔除拼接纸头的功能。
5.自动拼接装置的实际运行效果
经过技术改造后，经过半年的观察，该装置性能平稳、安全可靠，操作简单方便，拼接成功率达到99%以上，拼接后透明纸搭扣剔除率100%，小盒透明纸的剩余量由原来的26米达到了最小的极限值0.8-1.5米之间。证明本项目的研制取得了成功，随后陆续在全厂同类型设备进行了推广应用。
6.结束语
小盒透明纸包装机自动拼接装置的研制成功并推广应用，彻底解决了小盒透明纸包装机停机更换透明纸的问题，收到了预期的效果。提高了该机型的自动化程度，也大大减轻了操作人员的劳动强度，提高设备效率和节约原材料，每年为企业节约30多万元，为企业取得了显著的经济效益。
参考文献
[1]机械设计手册编委会.机械设计手册[M].机械工业出版社，2004.8.
[2]上海烟草机械有限责任公司，ZB25（GDX1）型软盒包装机机械、电器图册及使用说明书.
[3]三菱电机交流伺服放大器技术资料集.由伺服器厂家提供.