许昌烟机公司新产品YJ36B型装盘机研发纪实

9月14日，许昌烟草机械有限责任公司自主研发的YJ36B型装盘机在山东中烟工业有限责任公司青州卷烟厂顺利通过中国烟草机械集团有限责任公司验收。“该项目的样机连续运行7小时，有效运行效率达到99.9%，各项指标均达到设计任务书要求，技术水平达到国际先进水平。”验收组专家说道。

YJ36B型装盘机是保证滤嘴棒生产线连续生产的装盘设备。此次研发创新性采用了动态料库、柔性输送等技术，能够保证设备实现快速切换滤棒规格、规则堆叠滤棒，有效提升了装盘质量。

打基础

此次YJ36B型装盘机研制项目由机械工程师汤治国和电气工程师李会江担任项目负责人，对产品设计和质量进行全面把关。

如何实现柔性填装、柔性输送、快速变换规格等，设计一款颠覆性的装盘设备，是汤治国多年来一直在思考的问题。YJ36B型装盘机研发前期，他完成了物料输送类、料库类、摊平整理类等结构部件的动态分析模型、离散元分析模型和数学模型的构建，为辅联设备的后期开发提供了数据支撑。

YJ36B型装盘机包括十大部件、一百多个新增外购件及两千多个标准件，半年多的时间里，汤治国完成了整个产品所有零件的三维设计及一千多张图纸的审核把关，并带领项目组完成了申请外购件代码、绘制二维图等工作。他应用计算公式和三维动态仿真数据搭建了动态模拟系统，分析棒形制品的堆叠间隙和应力变化，着力解决了过去一直存在的掉棒、乱棒、夹棒等问题。

与此同时，电气工程师李会江不断探索新技术，深入研究ZF19卷烟储存输送系统、分格装卸盘机等控制逻辑，总结公司辅联设备的研发经验，为YJ36B型装盘机的电气程序设计打下坚实的基础。在他的指导下，电气设计人员根据机器的控制原理，进行了电气元器件的选型和电气原理图的设计。此外，他们根据机器的加工流程，编写控制程序、增加功能模块、设计人机界面，并模拟运行新功能，保证电气系统顺畅运行。

解难题

在项目负责人带领团队前期完成大量的预演工作后，YJ36B型装盘机通电一周便完成了空车运行。

YJ36B型装盘机是通过滤棒的错层滑移来实现填装截流的，如果底层滤棒不能完全入槽，动态料库的滤棒则难以形成规则堆叠，无法完成装盘。但在实物调试阶段，填装机构上的第一推板缩回瞬间，下料库底层出现了滤棒无法完全进入定位槽的现象。

“第一推板缩回的时间不大于300毫秒，底层85支滤棒需在规定时间内完全进入定位槽，我们应从填装原理上找问题根源，进一步分析讨论滤棒填装过程中棒形制品的运动状态。”面对高难度的运行标准，汤治国没有放低要求。

凭借多年研究积累的机械工程设计经验，汤治国带领团队反复试验后，找到了解决问题的途径。环境系数影响着滤棒的下落速度，他们通过离散元分析模型，计算滤棒降落速度、位置，精准调高环境系数，并设计与之匹配的槽型，最终使滤棒顺利入槽，实现规则堆叠。

底槽板返修完毕后，项目团队成员马上装机进行验证。在第一推板抽离的瞬间，项目团队成员异口同声发出惊叹：“完美入槽！”，接着第二盘、第三盘……底层滤棒都顺利滑进槽中，直到这时，汤治国紧张的表情才放松下来。

摊平机构托架碰撞、上料库导烟板开合不一致、盘盒滤棒端面不平齐……回望整个技术研发及成果转化过程，不仅工作量大，而且困难重重。办法总比困难多，在新老配合、集思广益下，问题都得到了彻底解决。经过两个月的实物验证，2022年6月，样机顺利通过公司内部验收。

稳运行

2022年7月，首台YJ36B型装盘机样机运抵青州卷烟厂。由于青州卷烟厂现场供料模式发生了变化，连接了高架库，且现场生产使用的是未经过固化的高透棒，滤棒质地偏软，填装难度大大提高。

此外，在调试过程中，许昌烟机公司项目团队成员发现，槽板装配的精度会影响到滤棒的整体排列状态，而槽板装配的精度要求极高，以0.1mm为单位。为得到最准确、最合适的动态料库安装方式，项目团队应用调试工装辅助测量槽板位置，经过一步步调整，槽板最终被安装到了合适的位置，为设备进行柔性填装提供了保障。

物料计数检测准确率是滤棒生产企业最关注的指标之一。设备的精确计数功能开发是一项难度颇高的任务，要在设备上高效检测盘盒内物料数量，需要程序准确识别并快速响应。

李会江秉持快、准的检测理念，带领项目团队成员设计了相关程序。但在调试过程中，他们发现识别时间需要4秒之久，滤棒数量的识别准确率卡在98%，这严重影响了设备运行效率，难以满足盘盒内物料数量的快速检测要求。

为了降低识别时间、提高检测精度，项目团队迎难而上，进行了半个多月的程序优化设计，通过调整光源位置和亮度，分析检测效果，不断更新升级算法步骤和检测参数，最终将检测时间缩短为0.5秒，检测精度提高到99.7%以上。

YJ36B装盘机样机已在青州卷烟厂现场运行一年多时间，达到了预期的设计指标，能够实现滤棒的精准填装。许昌烟机公司表示，将继续坚持走设备的全自主研发、自主创新之路，全面提升装盘设备创新水平，为国产烟机高质量发展贡献力量。

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