浅析GDX1/X2包装机条盒喷胶系统改造

雷霆

【摘 要】本文介绍了GDX1/GDX2包装机组原纯械式条盒喷胶系统的缺点，阐述了电气同步凸轮控制机电喷胶系统的设计思路、工作原理及优点。

【关键词】GDX1/GDX2包装机；纯机械式条盒喷胶系统；电气同步凸轮控制机电喷胶系统

0.前言

海南红塔卷烟有限责任公司使用的意大利GD公司生产GDX1/X2包装机，绝大部分是九十年代引进的，其条盒上胶装置，采用供胶盘和刷胶轮机械同步刷胶方式，通过CT条包机条盒传送部份的一组齿轮带动胶辊传动，涂胶块从胶辊上汲取乳胶，涂胶块通过齿轮传动把胶涂在条盒上。这种上胶方式虽然结构简单，但存在以下几个方面的问题：

（1）在生产过程中由于涂胶块表面很容易堆积乳胶，把大量的乳胶带到条盒上，胶量无法控制产生流胶，因此，造成胶点位置和上胶质量难于保证，既浪费乳胶又影响条盒外观质量。

（2）这种上胶方式，乳胶消耗量大。由于储胶盘不是密封的，乳胶暴露在空气中，表面容易干结产生胶皮，必须人工清除，造成乳胶的浪费。

（3）上胶系统需要经常更换胶辊、轴、轴承座、涂胶块、齿轮等零件。

（4）胶辊和储胶盘每天夜班需要专门的人员进行清洗，加大操作工人的劳动强度，储胶盘中剩余的乳胶被冲洗掉，造成乳胶浪费并污染环境。

（5）因检验、返工等原因拆开的条盒纸容易损坏，无法再利用，造成辅料损耗增加。

针对以上存在的问题，我公司技术人员决定对GDX1/X2包装机的条盒上胶系统进行改造。从我们了解和掌握国外条盒上胶系统的发展情况来看，意大利GD公司已经开发出用于GDX2000 4350条包机上的新上胶器。英国专门生产各种喷胶器的“KAYMICH”公司已有用于GD4350条盒喷胶系统，经过咨询每套需要70多万人民币。由于价格太高，我们决定自主联合开发、研制一套国产的可编程凸轮控制喷胶系统条盒喷胶系统。

我公司机械、电气工程技术人员在参照GDX2000包装机条盒喷胶相关资料的基础上，提出一套设计方案。 GDX1/X2包装机条盒喷胶系统由机械总成和电气总成两部分构成。（见图一和图二）机械总成包括供胶供气（胶桶、供胶供气管路、调压装置及重量控制装置）组件、支架（电器安装支架、喷胶笔安装支架等）组件、喷胶笔组件及条盒供纸部分；电气总成包括喷胶控制器、传感器（接近开关、光电开关、编码器）、电缆接插件、分线盒。

其中喷胶的工作部份：由七支上胶胶笔（图一03）和胶笔固定调整装置（图二03）、固定支座，以及和包装机相连的支承架等机械部份；供胶部份（图一02）：由储胶桶、压缩空气供给及减压阀、节流阀、乳胶过滤器、安全阀和连接胶管等组成；条盒输送部份（图二02）：这部份主要更换原来的条盒输送辊和导纸块；胶桶胶量的检测和控制：由胶桶支承座、直线支承座、压缩弹簧等组成。

图一

图二

电气控制部份（图一01）：由三菱FX2N系列PLC、胶笔驱动电磁铁、轴编码器、条盒检测和安全报警装置等组成；（见图三）

图三

喷胶系统采用了一个绝对值式编码器。它安装在包装机松卷条盒纸的齿轮轴上，并且随着同步转动。当包装机每下一张条盒，通过光电检测器检测条盒的存在。这个编码器就产生720个电子脉冲。（也既是把每下一张条盒的行程分成720段、360°）这些电子脉冲被送到喷胶微电子控制器中，经过相应的处理，产生出对应位置的编码信号。这样，根据实际需要，编制好相应胶点的位置参数和电磁阀动作时间。在包装机运行过程中，当达到这个参数所指位置时，控制器就输出信号，驱动胶笔电磁阀动作，控制7个胶笔在条盒长边和两侧边的11个位置进行喷胶，不同的胶笔在不同的位置上就完成涂胶工作。（胶笔的工作原理和我们平时所用的圆珠笔一样）。

现在我们已经在进口的GDX1/GDX2 已经全部改造，经过一年多的跟踪使用和记录，该喷胶系统完全可以替代原装置，且上胶质量、效果好于原系统。与原系统相比优点如下：

（1）保证条盒上胶质量。因为上胶的动作是通过电气控制的，避免了因零件磨损带来的上胶不均匀，乳胶外溢等问题。另外上胶的位置及胶线长短，可以通过微电子控制器精确调整，从而保证条盒上胶质量。

（2）原机的涂胶系统不是密封的，胶盘内胶水的多少是通过一电容式接近开关进行控制，当接近开关接收到无胶信号时，就会接通电磁阀进行加胶。而由于胶盘不密封，胶盘的最上层容易结一层干胶，而它不会因胶轮的滚动脱离接近开关的工作范围，使接近开关一直错误认为胶是满的，不加胶，结果导致条盒上涂不上胶，从而造成质量问题。而现在我们的喷胶系统胶桶为全密封的，就不会有干胶出现，在胶桶空时系统会停机提示加胶。

（3）降低乳胶的消耗。Ⅰ）由于上胶位置和胶线长短可通过微电子控制器进行调整，条盒上胶量得到精确控制；Ⅱ）该系统乳胶在整个工作过程中，始终处于密封状态，避免因乳胶表面水份蒸发造成的胶皮和干胶；Ⅲ）由于该喷胶器在平常生产时，不需要清洗，每年只需停产检修时进行清洗，这样避免因清洗胶辊、胶盘造成的乳胶损失。

（4）系统控制设计合理可靠，使用的控制器、编码器、减压阀、安全阀等电气元件安装合理，从使用到现在来看，整套系统性能稳定可靠。

（5）维修、保养简单，调整方便。条盒上胶的位置设置方便，通过在液晶触摸屏上的中文界面菜单中，按设置键就进入了参数菜单。调整微电子控制器中的参数即可。胶量的大小可以通过调整胶桶压力大小和调整电磁铁的行程来实现。

（6）减少操作工的劳动强度和节省夜班清洗胶缸及胶辊的人员。因该喷胶系统不容易带胶，条盒通道很少，不需要操作工清洁。夜班收尾后，不需要专门人员对胶盘及胶辊进行清洁。还避免了因清洁对环境造成的污染。

（7）因检验等原因拆开的条盒纸可重复再利用，降低辅料消耗。

（8）另外，在高速生产的过程中，该微电子控制喷胶系统可以实现设备故障自动检测和报警，并与原包装机控制系统连锁。除了满足原装置的全部功能之外，针对使用中的不便增加了新功能，例如按设备运行速度自动进行喷胶角度补偿（提前量）、喷胶电磁铁断线检测、短路保护及连锁停机、条盒相位自动纠偏等功能。通过设备接口，可以和个人计算机通信，极大地方便了设备的维修和设备的使用记录。

（9）从节约用胶量角度考虑，新型条盒喷胶系统比原来的涂抹上胶方式可节约用胶2/3左右。改造后我们做过跟班记录，节约效果有目共睹。

综上所述，该套喷胶系统效果优于原系统，并可提高设备效率，降低消耗和生产成本，减少人力、物力的投入，可完全替代原上胶系统，有较高的推广使用价值。

包装机条盒喷胶系统可适用于美式、欧式条盒纸，并可根据用户要求增减喷胶点数量及胶点大小。

不足之处：

（1）电磁阀工作过程中运动频率较高，工作一段时间后回位弹簧容易疲劳且容易断线。

（2）喷胶器工作过程中喷胶点跑位和喷胶量发生变化导致产品质量缺陷时，不能自动检测，只能靠操作工人不定时抽检来发现。下一步打算：

针对改造后的喷胶系统存在的不足之处，电气技术人员正在研究对策，对容易出现断线的地方已经从安装工艺上进行改进，喷胶点位置有喷胶量的不容易发现的问题，准备加装一CCD成像检测并优化PLC控制程序和上位监视程序，我们相信经过上述完善，改造后的条盒系统能更好的为生产服务，真正达到省时、省力、节能、降耗的作用。