“光學(xué)監(jiān)視系統(tǒng)、膠水施加、剔除、取樣、定位等各環(huán)節(jié)功能符合工藝要求，可以進(jìn)入試生產(chǎn)階段。”近日，在四川三聯(lián)新材料有限公司，ZL45型多元復(fù)合濾棒成型機(jī)組順利通過用戶方的工藝驗(yàn)證。

ZL45型成型機(jī)組是由許昌煙機(jī)公司與荷蘭國(guó)際煙草機(jī)械公司（ITM）聯(lián)合研發(fā)的。近年來，隨著市場(chǎng)消費(fèi)升級(jí)，卷煙工業(yè)企業(yè)對(duì)復(fù)合濾棒生產(chǎn)設(shè)備的需求增多。基于此，從2019年開始，許昌煙機(jī)公司與ITM公司開展技術(shù)合作，以ZL26C纖維濾棒成型機(jī)為平臺(tái)，集成ITM公司高級(jí)小棒APM模塊（基棒切割單元）、轉(zhuǎn)運(yùn)TM模塊（傳送、消隙單元）、在線檢測(cè)系統(tǒng)等，聯(lián)合研發(fā)能滿足卷煙工業(yè)企業(yè)需求的多元復(fù)合濾棒成型設(shè)備。

破解難題 響應(yīng)提速

為提高市場(chǎng)響應(yīng)速度，許昌煙機(jī)公司創(chuàng)新采用“項(xiàng)目+訂單”的方式，推進(jìn)ZL45型多元復(fù)合濾棒成型機(jī)組研發(fā)，確保新產(chǎn)品的研發(fā)和調(diào)試在規(guī)定周期內(nèi)完成。

時(shí)間緊迫，新產(chǎn)品研發(fā)面臨諸多挑戰(zhàn)。比如，公司產(chǎn)品種類較多，研發(fā)人員多有自己的產(chǎn)品要負(fù)責(zé)，可為項(xiàng)目配備的研發(fā)人員較少，任務(wù)艱巨。突如其來的疫情，打亂了項(xiàng)目組出國(guó)學(xué)習(xí)交流的計(jì)劃，ITM公司技術(shù)人員入境也有難度。新產(chǎn)品設(shè)計(jì)總避免不了設(shè)計(jì)誤差，有些零件需要返修，由于車間生產(chǎn)任務(wù)重，部分返修件返修周期會(huì)較長(zhǎng)。

辦法總比困難多！

許昌煙機(jī)公司選派經(jīng)驗(yàn)豐富的研發(fā)人員組建項(xiàng)目組，確定了機(jī)械總負(fù)責(zé)人申偉鵬、電氣總負(fù)責(zé)人王懷亮，并抽調(diào)ZL26項(xiàng)目成員王建強(qiáng)、ZL29項(xiàng)目成員葉長(zhǎng)毅和楊喜玲參與到新產(chǎn)品研發(fā)中；濾棒成型組組長(zhǎng)張建設(shè)、楊欣負(fù)責(zé)技術(shù)指導(dǎo)和協(xié)調(diào)組內(nèi)事務(wù)，同時(shí)選派新進(jìn)職工機(jī)械、電氣專業(yè)各三人參與，既可以減輕團(tuán)隊(duì)壓力，也可以培養(yǎng)新人能力。項(xiàng)目組成員在確保各自負(fù)責(zé)或參與項(xiàng)目有序推進(jìn)的同時(shí)，也要保證新產(chǎn)品的研發(fā)進(jìn)度。大家加班加點(diǎn)通力協(xié)作，基本全年單休，有時(shí)甚至不過周末，最終完成了50多種機(jī)械部件圖紙的設(shè)計(jì)工作，共出圖紙900余張；開發(fā)了單支剔除程序、安全控制程序、螺旋噴膠供給程序等，優(yōu)化了FM352模塊的采樣、計(jì)數(shù)等程序；設(shè)計(jì)繪制電氣原理圖和接線表等圖紙400余張，設(shè)計(jì)線束圖、裝配圖紙300余張。

為避免疫情帶來的影響，許昌煙機(jī)公司項(xiàng)目組和ITM技術(shù)團(tuán)隊(duì)通過視頻會(huì)議、電子郵件等方式，解決項(xiàng)目研發(fā)過程中遇到的難題。比如，在成型機(jī)和復(fù)合模塊對(duì)接處，項(xiàng)目組提議新設(shè)計(jì)一塊支撐墻板來承受機(jī)器上部通風(fēng)管道等零部件的作用力，ITM公司要求提供支撐板的受力分析過程與結(jié)果。項(xiàng)目組成員通過反復(fù)查找材料力學(xué)、理論力學(xué)等相關(guān)資料，利用仿真軟件對(duì)墻板受力情況進(jìn)行分析，最終設(shè)計(jì)出墻板，并驗(yàn)證了墻板結(jié)構(gòu)在受力狀態(tài)下滿足安全性要求，獲得了ITM公司工程師的認(rèn)可。再比如，項(xiàng)目組嚴(yán)格按照疫情防控期間出入境相關(guān)規(guī)定向有關(guān)部門提出申請(qǐng)，并定期做核酸檢測(cè)，在保證安全的前提下順利與ITM公司技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)溝通。

針對(duì)零件返修周期長(zhǎng)的問題，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)加大零件審查力度，從設(shè)計(jì)之初就盡量減少返修的可能性。零件加工好后，設(shè)計(jì)人員第一時(shí)間趕到裝配現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)因零件設(shè)計(jì)誤差導(dǎo)致的問題，立即根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況并修改圖紙，給出合理的解決方案。同時(shí)，成立了ZL45返修件特別行動(dòng)小組，當(dāng)出現(xiàn)需要返修的零部件時(shí)，特別行動(dòng)小組第一時(shí)間進(jìn)行協(xié)調(diào)，在最短的時(shí)間內(nèi)完成零部件的返修。

自主研發(fā) 填補(bǔ)空白

相對(duì)轉(zhuǎn)化吸收項(xiàng)目，新產(chǎn)品的研發(fā)難度更高。比如，煙槍部件等零部件的設(shè)計(jì)、濾棒單支剔除等功能的開發(fā)等，對(duì)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)而言都是全新的領(lǐng)域，需要項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)。

項(xiàng)目組以現(xiàn)有煙槍組件為基礎(chǔ)，研究復(fù)合濾棒成型理論，重點(diǎn)分析煙槍入口曲面、出口曲面、壓縮器曲面等關(guān)鍵煙槍結(jié)構(gòu)，找出不同規(guī)格下的變化規(guī)律，設(shè)計(jì)出多種新的成型零件以滿足不同規(guī)格濾棒生產(chǎn)需求。

全速運(yùn)行的ZL45型機(jī)組對(duì)一支濾棒的處理時(shí)間是0.014秒，單支剔除程序利用編碼器技術(shù)將這0.014秒劃分為128個(gè)處理步驟，這就意味著程序的研發(fā)設(shè)計(jì)均是在“微秒”級(jí)的層面。項(xiàng)目組經(jīng)過大膽假設(shè)，嚴(yán)密論證，設(shè)計(jì)了基于西門子352高速布爾量處理模塊的剔除、取樣和計(jì)數(shù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了不合格濾棒的單支剔除功能、采樣濾棒的單支取樣功能以及采樣濾棒、含拼接頭濾棒、不合格濾棒和合格濾棒等的精準(zhǔn)計(jì)數(shù)等功能。

成型機(jī)作為ZL45的核心部件，需要與ITM公司模塊通訊實(shí)現(xiàn)整機(jī)聯(lián)動(dòng)和人機(jī)相互操作，并統(tǒng)籌控制裝盤機(jī)、卸盤（盒）機(jī)、提升機(jī)、冷卻系統(tǒng)等輔助設(shè)備。項(xiàng)目組立足實(shí)際，精心架構(gòu)，設(shè)計(jì)了成型機(jī)與高級(jí)小棒模塊的Profinet、成型機(jī)與工控機(jī)的EtherCAT網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其接口程序，在采集一些輔助設(shè)備的啟停、急停等信號(hào)基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了ZL45型多元復(fù)合濾棒成型設(shè)備、大流量輸送裝置和輔聯(lián)設(shè)備的聯(lián)合運(yùn)行。

經(jīng)過不懈努力，許昌煙機(jī)公司完成了所負(fù)責(zé)項(xiàng)目?jī)?nèi)容的研發(fā)。

2020年11月，由ITM公司負(fù)責(zé)研制的高級(jí)小棒APM模塊和轉(zhuǎn)運(yùn)TM模塊運(yùn)抵許昌。許昌煙機(jī)公司將其與已完成的成型機(jī)部分進(jìn)行對(duì)接，初步完成了ZL45三臺(tái)樣機(jī)的安裝工作。

2021年9月，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的反復(fù)調(diào)試、調(diào)整完善、再調(diào)試，設(shè)備生產(chǎn)性能趨向穩(wěn)定，并順利通過公司內(nèi)部驗(yàn)收。

2021年10月，第一臺(tái)ZL45型多元復(fù)合濾棒成型設(shè)備運(yùn)抵四川三聯(lián)新材料有限公司。許昌煙機(jī)公司選派精干調(diào)試團(tuán)隊(duì)安裝、調(diào)試、測(cè)試，經(jīng)過近半年的努力，設(shè)備順利通過工藝驗(yàn)證。

目前，ZL45型成型機(jī)組可生產(chǎn)直徑為φ5.2～φ9mm、長(zhǎng)度為60～150mm的濾棒，生產(chǎn)速度可達(dá)500米/分鐘。成型機(jī)主要由高級(jí)小棒APM模塊、轉(zhuǎn)運(yùn)TM模塊、復(fù)合濾棒成型單元、供膠系統(tǒng)、切割單元、濾棒傳送系統(tǒng)、在線檢測(cè)系統(tǒng)及電控系統(tǒng)等8個(gè)模塊組成。與現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)復(fù)合濾棒成型機(jī)相比，新設(shè)備在濾棒規(guī)格方面適應(yīng)性廣，線性復(fù)合生產(chǎn)速度高；切刀最多可安裝19把刀，實(shí)現(xiàn)將料棒分切為20個(gè)小棒，小棒分切長(zhǎng)度5～46mm；采用無負(fù)壓吸風(fēng)技術(shù)，可適用多種基棒材料；采用模塊化設(shè)計(jì)理念，可擴(kuò)展性強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)多元復(fù)合濾棒的生產(chǎn)。

ZL45型成型機(jī)組的成功研制填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)多元線性復(fù)合濾棒成型設(shè)備的空白，標(biāo)志著許昌煙機(jī)公司在復(fù)合濾棒成型設(shè)備研發(fā)制造領(lǐng)域達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，進(jìn)一步提高了公司保障能力和供給質(zhì)量，為公司后續(xù)生產(chǎn)復(fù)合濾棒和開拓市場(chǎng)奠定了良好基礎(chǔ)。