接裝紙位置控制精度穩(wěn)定在0.1mm以內(nèi)，接裝紙外觀質(zhì)量投訴降至0起……在湖南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司長(zhǎng)沙卷煙廠卷包車間，他們自主研發(fā)的國(guó)產(chǎn)中速卷煙機(jī)接裝紙高精度自動(dòng)校正裝置落地應(yīng)用后，顯著提升了卷煙外觀質(zhì)量與設(shè)備運(yùn)行效率。

卷煙機(jī)接裝紙位置的“微小偏差”，一直是影響卷煙外觀質(zhì)量精美度提升的難題。在國(guó)產(chǎn)中速卷煙機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，傳統(tǒng)手動(dòng)調(diào)節(jié)方式效率不高、精度稍遜，偏差控制始終難以突破0.5mm的閾值。如何攻克這一難題？2024年4月，長(zhǎng)沙卷煙廠將攻關(guān)任務(wù)交給了卷包車間電氣技術(shù)QC小組。

小組成員在現(xiàn)場(chǎng)“頭腦風(fēng)暴”，尋找最佳解決方案。

小組成員曾嘗試調(diào)整導(dǎo)紙塊寬度、更換導(dǎo)紙輥軸承等改進(jìn)措施，但效果甚微，甚至出現(xiàn)接裝紙起皺、斷紙等新問(wèn)題。

高速機(jī)的自動(dòng)校正裝置精度高，但有技術(shù)保密要求無(wú)法直接使用，且設(shè)備結(jié)構(gòu)存在差異——中速機(jī)安裝空間僅為高速機(jī)的60%，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)也不同，高速機(jī)的“大塊頭”部件根本無(wú)法適配。更棘手的是，中速機(jī)生產(chǎn)速度達(dá)7000支/分鐘，要求糾偏系統(tǒng)在0.8秒內(nèi)完成檢測(cè)與調(diào)節(jié)。

“這相當(dāng)于在高鐵上穿針引線，既要快又要準(zhǔn)。”QC小組組長(zhǎng)張翔形象地解釋道，面對(duì)雙重挑戰(zhàn)，他們決定走自主創(chuàng)新之路。

小組成員系統(tǒng)梳理現(xiàn)有問(wèn)題，廣泛搜集學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外行業(yè)案例、專利文獻(xiàn)及技術(shù)方案，開展生產(chǎn)流程全鏈條分析，最終明確了“實(shí)現(xiàn)接裝紙位置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與自動(dòng)校正”這一攻關(guān)方向，并正式立項(xiàng)研制高精度自動(dòng)校正裝置。

按照“高精度、全自動(dòng)、易推廣”的技術(shù)要求，小組成員構(gòu)建出一套“監(jiān)測(cè)—驅(qū)動(dòng)—控制—交互”四位一體的系統(tǒng)性解決方案，即以高精度檢測(cè)器為“眼”、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置為“手”、PID算法控制模塊為“腦”、可視化操作界面為“橋”的系統(tǒng)架構(gòu)。

小組成員在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試系統(tǒng)。

自動(dòng)校正裝置如何能實(shí)現(xiàn)精確檢測(cè)？伺服控制技術(shù)糾偏動(dòng)作的精準(zhǔn)定位是攻關(guān)過(guò)程中最大的難點(diǎn)。

小組成員借鑒超聲波在醫(yī)療領(lǐng)域的精準(zhǔn)探測(cè)原理，最終選定BKS+3/FIU超聲波檢測(cè)器。為驗(yàn)證其穩(wěn)定性，團(tuán)隊(duì)在車間連續(xù)開展了72小時(shí)監(jiān)測(cè)，記錄下120組數(shù)據(jù)，證實(shí)該傳感器能捕捉0.01mm的細(xì)微位移，相當(dāng)于頭發(fā)絲直徑的1/5。同時(shí)，他們創(chuàng)新設(shè)計(jì)雙輥式糾偏機(jī)構(gòu)，采用雷賽ACM2伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，配合高精度編碼器實(shí)現(xiàn)了0.023mm級(jí)定位。

新裝置通過(guò)激光位移傳感器實(shí)時(shí)采集接裝紙位置數(shù)據(jù)，經(jīng)自主研發(fā)的PID閉環(huán)控制算法快速計(jì)算調(diào)節(jié)量，驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)完成微米級(jí)精度糾偏，同步實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置、狀態(tài)監(jiān)控及故障報(bào)警的可視化操作。

通過(guò)超過(guò)300次的模擬測(cè)試與生產(chǎn)線實(shí)際驗(yàn)證，團(tuán)隊(duì)最終成功將接裝紙位置控制精度穩(wěn)定在0.1mm以內(nèi)，相比原標(biāo)準(zhǔn)提升80%，真正實(shí)現(xiàn)了微米級(jí)自動(dòng)糾偏，圓滿完成技術(shù)攻關(guān)目標(biāo)任務(wù)。

小組成員在查看裝置運(yùn)行狀態(tài)。

技術(shù)創(chuàng)新的價(jià)值最終要通過(guò)實(shí)際效益來(lái)檢驗(yàn)。該自動(dòng)校正裝置投入使用后，接裝紙外觀質(zhì)量缺陷率下降72%，每年節(jié)約成本20余萬(wàn)元。同時(shí)，操作人員的調(diào)節(jié)頻次由每班15次減少至1次，勞動(dòng)強(qiáng)度大幅降低，實(shí)現(xiàn)了提質(zhì)、增效、降本的多重收益。

裝置應(yīng)用后，接裝紙外觀質(zhì)量缺陷率大幅下降。圖為操作工查看煙支質(zhì)量。

為進(jìn)一步推動(dòng)成果轉(zhuǎn)化與標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用，小組成員總結(jié)提煉經(jīng)驗(yàn)，編制了“接裝紙自動(dòng)校正裝置操作規(guī)范”等三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)文件。

目前，相關(guān)成果已獲實(shí)用新型專利，并在廈門、保定等地4家卷煙廠推廣應(yīng)用。這種“毫米級(jí)”的較真精神，也詮釋了新時(shí)代產(chǎn)業(yè)工人的創(chuàng)新?lián)?dāng)。