9月14日，許昌煙草機械有限責任公司自主研發(fā)的YJ36B型裝盤機在山東中煙工業(yè)有限責任公司青州卷煙廠順利通過中國煙草機械集團有限責任公司驗收。“該項目的樣機連續(xù)運行7小時，有效運行效率達到99.9%，各項指標均達到設計任務書要求，技術(shù)水平達到國際先進水平。”驗收組專家說道。

YJ36B型裝盤機是保證濾嘴棒生產(chǎn)線連續(xù)生產(chǎn)的裝盤設備。此次研發(fā)創(chuàng)新性采用了動態(tài)料庫、柔性輸送等技術(shù)，能夠保證設備實現(xiàn)快速切換濾棒規(guī)格、規(guī)則堆疊濾棒，有效提升了裝盤質(zhì)量。

打基礎(chǔ)

此次YJ36B型裝盤機研制項目由機械工程師湯治國和電氣工程師李會江擔任項目負責人，對產(chǎn)品設計和質(zhì)量進行全面把關(guān)。

如何實現(xiàn)柔性填裝、柔性輸送、快速變換規(guī)格等，設計一款顛覆性的裝盤設備，是湯治國多年來一直在思考的問題。YJ36B型裝盤機研發(fā)前期，他完成了物料輸送類、料庫類、攤平整理類等結(jié)構(gòu)部件的動態(tài)分析模型、離散元分析模型和數(shù)學模型的構(gòu)建，為輔聯(lián)設備的后期開發(fā)提供了數(shù)據(jù)支撐。

YJ36B型裝盤機包括十大部件、一百多個新增外購件及兩千多個標準件，半年多的時間里，湯治國完成了整個產(chǎn)品所有零件的三維設計及一千多張圖紙的審核把關(guān)，并帶領(lǐng)項目組完成了申請外購件代碼、繪制二維圖等工作。他應用計算公式和三維動態(tài)仿真數(shù)據(jù)搭建了動態(tài)模擬系統(tǒng)，分析棒形制品的堆疊間隙和應力變化，著力解決了過去一直存在的掉棒、亂棒、夾棒等問題。

與此同時，電氣工程師李會江不斷探索新技術(shù)，深入研究ZF19卷煙儲存輸送系統(tǒng)、分格裝卸盤機等控制邏輯，總結(jié)公司輔聯(lián)設備的研發(fā)經(jīng)驗，為YJ36B型裝盤機的電氣程序設計打下堅實的基礎(chǔ)。在他的指導下，電氣設計人員根據(jù)機器的控制原理，進行了電氣元器件的選型和電氣原理圖的設計。此外，他們根據(jù)機器的加工流程，編寫控制程序、增加功能模塊、設計人機界面，并模擬運行新功能，保證電氣系統(tǒng)順暢運行。

解難題

在項目負責人帶領(lǐng)團隊前期完成大量的預演工作后，YJ36B型裝盤機通電一周便完成了空車運行。

YJ36B型裝盤機是通過濾棒的錯層滑移來實現(xiàn)填裝截流的，如果底層濾棒不能完全入槽，動態(tài)料庫的濾棒則難以形成規(guī)則堆疊，無法完成裝盤。但在實物調(diào)試階段，填裝機構(gòu)上的第一推板縮回瞬間，下料庫底層出現(xiàn)了濾棒無法完全進入定位槽的現(xiàn)象。

“第一推板縮回的時間不大于300毫秒，底層85支濾棒需在規(guī)定時間內(nèi)完全進入定位槽，我們應從填裝原理上找問題根源，進一步分析討論濾棒填裝過程中棒形制品的運動狀態(tài)。”面對高難度的運行標準，湯治國沒有放低要求。

憑借多年研究積累的機械工程設計經(jīng)驗，湯治國帶領(lǐng)團隊反復試驗后，找到了解決問題的途徑。環(huán)境系數(shù)影響著濾棒的下落速度，他們通過離散元分析模型，計算濾棒降落速度、位置，精準調(diào)高環(huán)境系數(shù)，并設計與之匹配的槽型，最終使濾棒順利入槽，實現(xiàn)規(guī)則堆疊。

底槽板返修完畢后，項目團隊成員馬上裝機進行驗證。在第一推板抽離的瞬間，項目團隊成員異口同聲發(fā)出驚嘆：“完美入槽！”，接著第二盤、第三盤……底層濾棒都順利滑進槽中，直到這時，湯治國緊張的表情才放松下來。

攤平機構(gòu)托架碰撞、上料庫導煙板開合不一致、盤盒濾棒端面不平齊……回望整個技術(shù)研發(fā)及成果轉(zhuǎn)化過程，不僅工作量大，而且困難重重。辦法總比困難多，在新老配合、集思廣益下，問題都得到了徹底解決。經(jīng)過兩個月的實物驗證，2022年6月，樣機順利通過公司內(nèi)部驗收。

穩(wěn)運行

2022年7月，首臺YJ36B型裝盤機樣機運抵青州卷煙廠。由于青州卷煙廠現(xiàn)場供料模式發(fā)生了變化，連接了高架庫，且現(xiàn)場生產(chǎn)使用的是未經(jīng)過固化的高透棒，濾棒質(zhì)地偏軟，填裝難度大大提高。

此外，在調(diào)試過程中，許昌煙機公司項目團隊成員發(fā)現(xiàn)，槽板裝配的精度會影響到濾棒的整體排列狀態(tài)，而槽板裝配的精度要求極高，以0.1mm為單位。為得到最準確、最合適的動態(tài)料庫安裝方式，項目團隊應用調(diào)試工裝輔助測量槽板位置，經(jīng)過一步步調(diào)整，槽板最終被安裝到了合適的位置，為設備進行柔性填裝提供了保障。

物料計數(shù)檢測準確率是濾棒生產(chǎn)企業(yè)最關(guān)注的指標之一。設備的精確計數(shù)功能開發(fā)是一項難度頗高的任務，要在設備上高效檢測盤盒內(nèi)物料數(shù)量，需要程序準確識別并快速響應。

李會江秉持快、準的檢測理念，帶領(lǐng)項目團隊成員設計了相關(guān)程序。但在調(diào)試過程中，他們發(fā)現(xiàn)識別時間需要4秒之久，濾棒數(shù)量的識別準確率卡在98%，這嚴重影響了設備運行效率，難以滿足盤盒內(nèi)物料數(shù)量的快速檢測要求。

為了降低識別時間、提高檢測精度，項目團隊迎難而上，進行了半個多月的程序優(yōu)化設計，通過調(diào)整光源位置和亮度，分析檢測效果，不斷更新升級算法步驟和檢測參數(shù)，最終將檢測時間縮短為0.5秒，檢測精度提高到99.7%以上。

YJ36B裝盤機樣機已在青州卷煙廠現(xiàn)場運行一年多時間，達到了預期的設計指標，能夠?qū)崿F(xiàn)濾棒的精準填裝。許昌煙機公司表示，將繼續(xù)堅持走設備的全自主研發(fā)、自主創(chuàng)新之路，全面提升裝盤設備創(chuàng)新水平，為國產(chǎn)煙機高質(zhì)量發(fā)展貢獻力量。