高速卷接機組一般采用雙煙道卷煙技術(shù)，這類型機組利用切刀將雙倍寬的卷煙紙在線分切成兩條等寬的卷煙紙，分別輸送到前后煙道上與煙絲組合形成煙條。卷煙紙在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)橫向偏移的情況，導(dǎo)致卷煙紙出現(xiàn)分切不均和毛邊等問題，影響卷煙質(zhì)量和設(shè)備運行效率，因此在高速卷接機組生產(chǎn)過程中，必須在分切前糾偏卷煙紙。

以ZJ116型卷接機組為代表的第一代國產(chǎn)雙煙道卷接機組主要通過機械式調(diào)整裝置對卷煙紙的位置進行限位糾偏。機械式調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)相對簡單，對于來料穩(wěn)定的卷煙紙，手動調(diào)整即可使卷煙紙保持相對穩(wěn)定。

但在實際生產(chǎn)過程中，設(shè)備更換盤紙后可能出現(xiàn)前后盤紙中心不一致的情況，另外，設(shè)備長時間運行后零件表面會積灰，這些細(xì)節(jié)都可能導(dǎo)致分切前的卷煙紙出現(xiàn)橫向偏移、毛邊等現(xiàn)象，影響卷煙質(zhì)量。出現(xiàn)這類問題時，完全依賴操作人員的經(jīng)驗進行調(diào)整，費時費力，不當(dāng)操作還可能造成原輔材料的浪費。

因此，在高速卷接機組上添加卷煙紙的自動糾偏功能已成為眾多卷煙工業(yè)企業(yè)的迫切需求。新技術(shù)的開發(fā)將減少設(shè)備停機維護時間，實現(xiàn)卷煙品質(zhì)與生產(chǎn)效率的雙提升。

近年來，常德煙草機械有限責(zé)任公司在充分了解客戶需求基礎(chǔ)上，結(jié)合市場現(xiàn)狀和未來趨勢，決定在新一代國產(chǎn)雙煙道卷接機組——ZJ119型卷接機組上開發(fā)卷煙紙自動糾偏功能。

接到這一任務(wù)后，常德煙機公司高級工程師李小平第一時間召集研發(fā)團隊進行技術(shù)討論。“ZJ119型卷接機組卷煙紙輸送路徑與ZJ116系列機組類似，要想把機械式調(diào)整裝置升級成自動糾偏裝置，首先，我們需要確保糾偏動作的穩(wěn)定性；其次，精準(zhǔn)地檢測卷煙紙的偏移情況；最后，保證執(zhí)行動作響應(yīng)迅速。”李小平深思熟慮后總結(jié)道。

自動糾偏裝置主要由卷煙紙糾偏執(zhí)行機構(gòu)和位置檢測系統(tǒng)組成，當(dāng)位置檢測系統(tǒng)檢測到卷煙紙偏移時，它將偏移信號通過控制系統(tǒng)發(fā)送至卷煙紙糾偏執(zhí)行機構(gòu)，執(zhí)行機構(gòu)中的電機收到指令后帶動絲桿轉(zhuǎn)動，進而帶動連桿機構(gòu)移動。連桿機構(gòu)的移動使轉(zhuǎn)臂繞銷軸旋轉(zhuǎn)，推動擺動輥偏轉(zhuǎn)一定角度，讓卷煙紙返回至正確位置，保證盤紙的中心對準(zhǔn)切刀。

滑塊在絲桿上做直線運動，轉(zhuǎn)臂以銷軸為中心進行轉(zhuǎn)動，滑塊與銷軸之間的連線在產(chǎn)生角度變化時也會出現(xiàn)距離變化。那么怎么來實現(xiàn)呢？李小平巧妙地設(shè)計了一種連桿機構(gòu)同時實現(xiàn)了這兩種變化。連桿機構(gòu)中連接板的一端設(shè)計為開口滑槽并插入滑輪的凹槽中，通過產(chǎn)生位移滿足滑塊與銷軸之間距離的變化要求；利用向心關(guān)節(jié)軸承可以實現(xiàn)連桿機構(gòu)與滑塊間的活動連接，滿足滑塊與銷軸之間連線角度的變化要求。

“因為連桿機構(gòu)并不完全是剛性連接，所以我們在轉(zhuǎn)臂處增加了一個彈簧，有效消除了連桿機構(gòu)在轉(zhuǎn)動時可能產(chǎn)生的間隙，保證了擺動輥轉(zhuǎn)動時的穩(wěn)定性。”李小平介紹道，“通過我們對絲桿的設(shè)計，電機轉(zhuǎn)動角度與擺動輥擺動角度比達(dá)到386.4：1，即電機轉(zhuǎn)動了386.4°，擺動輥才轉(zhuǎn)動1°，這樣可以避免卷煙紙在糾偏過程中偏移量過大，從而確保調(diào)節(jié)過程的平穩(wěn)性。”

要實現(xiàn)對卷煙紙位置的精準(zhǔn)檢測，選擇適合的傳感器至關(guān)重要。“我們通常采用光電式邊緣傳感器對卷煙紙的位置進行檢測，綜合對比不同品牌傳感器的檢測精度、尺寸大小和安裝方式后，我們最終選擇了Baumer公司的光電式邊緣傳感器，這款傳感器在糾偏裝置中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。”ZJ119項目電氣工程師鄭先波介紹道。

該傳感器含有一個紅外線發(fā)射器和接收器，傳感器的發(fā)射器發(fā)射光線照射在分切后的卷煙紙上，卷煙紙后面有一塊反光板，未被卷煙紙遮住的光線被反光板反射回檢測開關(guān)的接收器，一旦卷煙紙內(nèi)側(cè)或外側(cè)邊緣位置出現(xiàn)變化，傳感器接收到的反射光線也會隨之變化，并發(fā)送信號給電機來驅(qū)動糾偏裝置工作，直到卷煙紙兩側(cè)邊緣再次回到正確位置。

“在卷煙紙糾偏裝置上，我們選用了西門子伺服驅(qū)動電機，借助高精度伺服驅(qū)動技術(shù)成功將糾偏響應(yīng)時間提高至毫秒級別，實現(xiàn)了實時糾偏。”鄭先波自豪地說道。

為了驗證卷煙紙自動糾偏裝置的使用效果，項目團隊對實驗室中的一組ZJ119型卷接機組進行了長達(dá)一個月的測試驗證。測試結(jié)果顯示，采用卷煙紙自動糾偏裝置的ZJ119型卷接機組成功實現(xiàn)了卷煙紙的自動糾偏，顯著減少了卷煙紙毛邊的出現(xiàn)頻率以及人工調(diào)節(jié)的次數(shù)。這一技術(shù)的應(yīng)用大大降低了操作人員的工作強度，同時保證了設(shè)備的運行穩(wěn)定性。

目前，該裝置已成功應(yīng)用在ZJ119型卷接機組中，并成了該機型的標(biāo)準(zhǔn)配置，在國內(nèi)各卷煙工業(yè)企業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。卷煙紙自動糾偏裝置的成功研發(fā)為行業(yè)實現(xiàn)提質(zhì)降耗帶來了積極意義。常德煙機公司表示，將繼續(xù)致力于技術(shù)創(chuàng)新，不斷提升國產(chǎn)煙機的技術(shù)水平和市場競爭力。

名稱：卷煙紙自動糾偏裝置

作用：對卷煙紙進行在線自動糾偏，使卷煙紙中心與切刀對正，提升卷煙質(zhì)量和設(shè)備運行效率。

技術(shù)攻關(guān)關(guān)鍵點:ZJ119型卷接機組運行速度高達(dá)12000支/分鐘，卷煙紙輸送速度達(dá)到了420米/分鐘，在設(shè)備高速運行狀態(tài)下，如何提高自動糾偏動作的穩(wěn)定性、檢測的精準(zhǔn)度和執(zhí)行動作敏捷性。