“光學(xué)監(jiān)視系統(tǒng)、膠水施加、剔除、取樣、定位等各環(huán)節(jié)功能符合工藝要求,可以進(jìn)入試生產(chǎn)階段?!苯?#xff0c;在四川三聯(lián)新材料有限公司,ZL45型多元復(fù)合濾棒成型機組順利通過用戶方的工藝驗證。
ZL45型成型機組是由許昌煙機公司與荷蘭國際煙草機械公司(ITM)聯(lián)合研發(fā)的。近年來,隨著市場消費升級,卷煙工業(yè)企業(yè)對復(fù)合濾棒生產(chǎn)設(shè)備的需求增多。基于此,從2019年開始,許昌煙機公司與ITM公司開展技術(shù)合作,以ZL26C纖維濾棒成型機為平臺,集成ITM公司高級小棒APM模塊(基棒切割單元)、轉(zhuǎn)運TM模塊(傳送、消隙單元)、在線檢測系統(tǒng)等,聯(lián)合研發(fā)能滿足卷煙工業(yè)企業(yè)需求的多元復(fù)合濾棒成型設(shè)備。
破解難題 響應(yīng)提速
為提高市場響應(yīng)速度,許昌煙機公司創(chuàng)新采用“項目+訂單”的方式,推進(jìn)ZL45型多元復(fù)合濾棒成型機組研發(fā),確保新產(chǎn)品的研發(fā)和調(diào)試在規(guī)定周期內(nèi)完成。
時間緊迫,新產(chǎn)品研發(fā)面臨諸多挑戰(zhàn)。比如,公司產(chǎn)品種類較多,研發(fā)人員多有自己的產(chǎn)品要負(fù)責(zé),可為項目配備的研發(fā)人員較少,任務(wù)艱巨。突如其來的疫情,打亂了項目組出國學(xué)習(xí)交流的計劃,ITM公司技術(shù)人員入境也有難度。新產(chǎn)品設(shè)計總避免不了設(shè)計誤差,有些零件需要返修,由于車間生產(chǎn)任務(wù)重,部分返修件返修周期會較長。
辦法總比困難多!
許昌煙機公司選派經(jīng)驗豐富的研發(fā)人員組建項目組,確定了機械總負(fù)責(zé)人申偉鵬、電氣總負(fù)責(zé)人王懷亮,并抽調(diào)ZL26項目成員王建強、ZL29項目成員葉長毅和楊喜玲參與到新產(chǎn)品研發(fā)中;濾棒成型組組長張建設(shè)、楊欣負(fù)責(zé)技術(shù)指導(dǎo)和協(xié)調(diào)組內(nèi)事務(wù),同時選派新進(jìn)職工機械、電氣專業(yè)各三人參與,既可以減輕團隊壓力,也可以培養(yǎng)新人能力。項目組成員在確保各自負(fù)責(zé)或參與項目有序推進(jìn)的同時,也要保證新產(chǎn)品的研發(fā)進(jìn)度。大家加班加點通力協(xié)作,基本全年單休,有時甚至不過周末,最終完成了50多種機械部件圖紙的設(shè)計工作,共出圖紙900余張;開發(fā)了單支剔除程序、安全控制程序、螺旋噴膠供給程序等,優(yōu)化了FM352模塊的采樣、計數(shù)等程序;設(shè)計繪制電氣原理圖和接線表等圖紙400余張,設(shè)計線束圖、裝配圖紙300余張。
為避免疫情帶來的影響,許昌煙機公司項目組和ITM技術(shù)團隊通過視頻會議、電子郵件等方式,解決項目研發(fā)過程中遇到的難題。比如,在成型機和復(fù)合模塊對接處,項目組提議新設(shè)計一塊支撐墻板來承受機器上部通風(fēng)管道等零部件的作用力,ITM公司要求提供支撐板的受力分析過程與結(jié)果。項目組成員通過反復(fù)查找材料力學(xué)、理論力學(xué)等相關(guān)資料,利用仿真軟件對墻板受力情況進(jìn)行分析,最終設(shè)計出墻板,并驗證了墻板結(jié)構(gòu)在受力狀態(tài)下滿足安全性要求,獲得了ITM公司工程師的認(rèn)可。再比如,項目組嚴(yán)格按照疫情防控期間出入境相關(guān)規(guī)定向有關(guān)部門提出申請,并定期做核酸檢測,在保證安全的前提下順利與ITM公司技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場溝通。
針對零件返修周期長的問題,項目團隊加大零件審查力度,從設(shè)計之初就盡量減少返修的可能性。零件加工好后,設(shè)計人員第一時間趕到裝配現(xiàn)場進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)因零件設(shè)計誤差導(dǎo)致的問題,立即根據(jù)現(xiàn)場實際情況并修改圖紙,給出合理的解決方案。同時,成立了ZL45返修件特別行動小組,當(dāng)出現(xiàn)需要返修的零部件時,特別行動小組第一時間進(jìn)行協(xié)調(diào),在最短的時間內(nèi)完成零部件的返修。
自主研發(fā) 填補空白
相對轉(zhuǎn)化吸收項目,新產(chǎn)品的研發(fā)難度更高。比如,煙槍部件等零部件的設(shè)計、濾棒單支剔除等功能的開發(fā)等,對項目團隊而言都是全新的領(lǐng)域,需要項目團隊自主研發(fā)。
項目組以現(xiàn)有煙槍組件為基礎(chǔ),研究復(fù)合濾棒成型理論,重點分析煙槍入口曲面、出口曲面、壓縮器曲面等關(guān)鍵煙槍結(jié)構(gòu),找出不同規(guī)格下的變化規(guī)律,設(shè)計出多種新的成型零件以滿足不同規(guī)格濾棒生產(chǎn)需求。
全速運行的ZL45型機組對一支濾棒的處理時間是0.014秒,單支剔除程序利用編碼器技術(shù)將這0.014秒劃分為128個處理步驟,這就意味著程序的研發(fā)設(shè)計均是在“微秒”級的層面。項目組經(jīng)過大膽假設(shè),嚴(yán)密論證,設(shè)計了基于西門子352高速布爾量處理模塊的剔除、取樣和計數(shù)系統(tǒng),實現(xiàn)了不合格濾棒的單支剔除功能、采樣濾棒的單支取樣功能以及采樣濾棒、含拼接頭濾棒、不合格濾棒和合格濾棒等的精準(zhǔn)計數(shù)等功能。
成型機作為ZL45的核心部件,需要與ITM公司模塊通訊實現(xiàn)整機聯(lián)動和人機相互操作,并統(tǒng)籌控制裝盤機、卸盤(盒)機、提升機、冷卻系統(tǒng)等輔助設(shè)備。項目組立足實際,精心架構(gòu),設(shè)計了成型機與高級小棒模塊的Profinet、成型機與工控機的EtherCAT網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其接口程序,在采集一些輔助設(shè)備的啟停、急停等信號基礎(chǔ)上,實現(xiàn)了ZL45型多元復(fù)合濾棒成型設(shè)備、大流量輸送裝置和輔聯(lián)設(shè)備的聯(lián)合運行。
經(jīng)過不懈努力,許昌煙機公司完成了所負(fù)責(zé)項目內(nèi)容的研發(fā)。
2020年11月,由ITM公司負(fù)責(zé)研制的高級小棒APM模塊和轉(zhuǎn)運TM模塊運抵許昌。許昌煙機公司將其與已完成的成型機部分進(jìn)行對接,初步完成了ZL45三臺樣機的安裝工作。
2021年9月,經(jīng)過長時間的反復(fù)調(diào)試、調(diào)整完善、再調(diào)試,設(shè)備生產(chǎn)性能趨向穩(wěn)定,并順利通過公司內(nèi)部驗收。
2021年10月,第一臺ZL45型多元復(fù)合濾棒成型設(shè)備運抵四川三聯(lián)新材料有限公司。許昌煙機公司選派精干調(diào)試團隊安裝、調(diào)試、測試,經(jīng)過近半年的努力,設(shè)備順利通過工藝驗證。
目前,ZL45型成型機組可生產(chǎn)直徑為φ5.2~φ9mm、長度為60~150mm的濾棒,生產(chǎn)速度可達(dá)500米/分鐘。成型機主要由高級小棒APM模塊、轉(zhuǎn)運TM模塊、復(fù)合濾棒成型單元、供膠系統(tǒng)、切割單元、濾棒傳送系統(tǒng)、在線檢測系統(tǒng)及電控系統(tǒng)等8個模塊組成。與現(xiàn)有的國內(nèi)復(fù)合濾棒成型機相比,新設(shè)備在濾棒規(guī)格方面適應(yīng)性廣,線性復(fù)合生產(chǎn)速度高;切刀最多可安裝19把刀,實現(xiàn)將料棒分切為20個小棒,小棒分切長度5~46mm;采用無負(fù)壓吸風(fēng)技術(shù),可適用多種基棒材料;采用模塊化設(shè)計理念,可擴展性強,實現(xiàn)多元復(fù)合濾棒的生產(chǎn)。
ZL45型成型機組的成功研制填補了國內(nèi)多元線性復(fù)合濾棒成型設(shè)備的空白,標(biāo)志著許昌煙機公司在復(fù)合濾棒成型設(shè)備研發(fā)制造領(lǐng)域達(dá)到了國際先進(jìn)水平,進(jìn)一步提高了公司保障能力和供給質(zhì)量,為公司后續(xù)生產(chǎn)復(fù)合濾棒和開拓市場奠定了良好基礎(chǔ)。
篤行致遠(yuǎn) 2024中國煙草行業(yè)發(fā)展觀察