KDF2成型機濾條檢測裝置（終稿）

2015年度紅云紅河集團2015年度紅云紅河集團QC成果發(fā)布會KDF2成型機新型濾條檢測裝置的研制課題類型：創(chuàng)新型成型車間亮劍QC小組2015年4月

目錄前言 2二、選擇課題 4（一）問題提出 4（二）問題分析 5（三）課題的提出 8三、設(shè)定目標 9（一）目標值的設(shè)定 9（二）目標可行性分析 9四、提出方案并確定最佳方案 11（二）選擇方案 11（三）最佳方案細化 141．系統(tǒng)設(shè)計及軟硬件選型 14五、制定對策 18六、對策實施 19（一）設(shè)計電路圖并焊接電路板 19（二）編寫程序 21（三）將硬件與軟件整合 21（四）安裝調(diào)試 22七、效果確認 23（一）目標完成情況 23（二）直接經(jīng)濟效益 24（三）無形效益 25八、標準化 26九、總結(jié)與下一步打算 26

前言在濾棒的生產(chǎn)過程中，有很大一部分輔料浪費是由于跑條造成的。對于KDF2成型機，現(xiàn)有的濾條檢測手段存在缺陷，最為明顯的就是濾條檢測光電開關(guān)容易失效，漏檢和誤檢常有發(fā)生不能滿足生產(chǎn)需要。當機器高速運轉(zhuǎn)發(fā)生跑條時，若不能及時檢測并停機，將造成大量的絲束浪費；另外，當絲束纏輥并且檢測失效時，因不能及時停機，將致使大量絲束纏繞在開松輥上，導致開松輥“抱死”，對伺服系統(tǒng)造成極大損傷。因此，這些檢測缺陷不僅會造成原輔料的浪費以及給設(shè)備安全帶來隱患，同時還增加了操作人員的勞動強度、降低了設(shè)備的作業(yè)效率。為了保障設(shè)備安全、降低原輔料消耗和減少勞動強度、提高設(shè)備效率，我們QC小組開展“創(chuàng)新型”QC活動，力求研制更加有效的KDF2成型機新型濾條檢測裝置。名詞解釋：跑條：在濾棒的加工過程中，有時會發(fā)生濾棒不能正常進入刀頭而停機的現(xiàn)象，這就是濾棒跑條，也稱暴口。絲束纏輥：當絲束開松過程出現(xiàn)異常時，導致絲束纏纏繞在開松輥周圍，至使成型機部分無法形成濾條。

課題名稱KDF2成型機新型濾條檢測裝置的研制課題類型創(chuàng)新型活動時間2014.3-2014.12小組名稱會澤卷煙廠成型車間亮劍QC小組本課題注冊時間2014.01小組成立時間2012.02注冊編號HH4QC-14-01-09活動次數(shù)16次參加率100%姓名學歷職務(wù)組內(nèi)分工余翔本科車間主任組長代龍鑫本科車間副主任活動總體協(xié)調(diào)徐克敏本科車間設(shè)備員負責質(zhì)量診斷陳忠祥本科生產(chǎn)三班電工技術(shù)咨詢張學穩(wěn)大專生產(chǎn)二班班長技術(shù)咨詢曹德敏大專生產(chǎn)二班機修工調(diào)試安裝徐國現(xiàn)本科成型機操作工程序編寫、調(diào)試安裝趙安本科成型機操作工制作圖表、成果發(fā)布呂佳本科成型機操作工材料編寫、成果發(fā)布小組概況制表：趙安時間：201

二、選擇課題（一）問題提出1、在日常生產(chǎn)操作中，我們發(fā)現(xiàn)KDF2成型機在運行過程中發(fā)生跑條現(xiàn)象時，會出現(xiàn)機器仍在高速運轉(zhuǎn)的情況，產(chǎn)生大量跑條，造成了大量的輔料浪費。制圖：徐國現(xiàn)時間：20142、當發(fā)生絲束纏輥時，也會有機器仍能高速運行的情況，致使大量絲束緊緊纏在開松輥周圍，出現(xiàn)開松輥“抱死”現(xiàn)象，對伺服系統(tǒng)造成極大損傷；并且操作人員清理纏緊的絲束十分困難，增加了勞動強度。制圖：徐國現(xiàn)時間：2014（二）問題分析1．當發(fā)生跑條和絲束纏輥現(xiàn)象時，機器為什么仍能高速運行呢？正常情況下，發(fā)生跑條和絲束纏輥時，就沒有連續(xù)運行的濾條進入切割系統(tǒng)進行切割，測量噴嘴前端的光電開關(guān)就探測不到濾條，機器產(chǎn)生停機信號并停機。但是，發(fā)生跑條和纏輥時，會出現(xiàn)濾條、成型紙或者絲束仍然遮擋在光電開關(guān)前端，導致光電開關(guān)誤判為濾條正常運行，不會發(fā)出停機信號，導致機器一直高速運行，直至操作工手動停機，產(chǎn)生大量跑條，造成浪費；若絲束纏輥時，不能及時停機，大量的絲束就會纏繞在開松輥上，直至開松輥“抱死”，伺服系統(tǒng)出現(xiàn)報警才能停機。正常情況下2、小組統(tǒng)計了2014年4-6月份，發(fā)生跑條和絲束纏輥時由于檢測失效導致不能正常停機的次數(shù)，統(tǒng)情況計如下表所示：正常情況下發(fā)生跑條和絲束纏輥時檢測失效次數(shù)統(tǒng)計表月份機臺號跑條檢測失效次數(shù)絲束纏輥時檢測失效（抱死）次數(shù)檢測失效次數(shù)平均檢測失效次數(shù)四月1號機1872522.52號機134173號機197264號機13922五月1號機2092920.752號機6283號機176234號機15823六月1號機18826202號機125173號機198274號機8210制表：趙安制表：趙安時間：201421.08結(jié)論：原有的檢測裝置容易失效，不能滿足生產(chǎn)需要。小組還統(tǒng)計了2014年5月因檢測失效而造成輔料浪費統(tǒng)計表日期機臺號浪費形式浪費絲束（Kg）浪費成型紙（米）51號機跑條1.2420.6754號機跑條0.8414.0052號機絲束纏輥0.7813.0052號機跑條2.5342.1953號機跑條1.6928.1751號機跑條2.4641.0151號機絲束纏輥0.7212.0254號機跑條1.7629.3351號機跑條1.4223.6852號機跑條4.9382.1753號機絲束纏輥0.538.8354號機跑條3.8564.1652號機絲束纏輥1.0217.0053號機跑條2.9749.5053號機跑條1.4323.8354號機跑條0.7813.0151號機絲束纏輥1.0717.8452號機跑條0.9716.1653號機跑條2.5943.1754號機絲束纏輥1.1519.1854號機跑條5．0683.64平均值（kg/次）1.9431.55制圖：趙安制圖：趙安時間：2014結(jié)論：因濾條檢測失效造成的浪費嚴重。

3、根據(jù)小組調(diào)查，發(fā)現(xiàn)跑條的持續(xù)時間越長，造成的浪費越多，如下圖所示：制圖：趙安制圖：趙安時間：2014由上表反應(yīng)出，當發(fā)生跑條時，若停機越及時，造成的損失也就越低。（三）課題的提出針對以上問題（①出現(xiàn)跑條時因檢測失效不能及時停機而造成輔料浪費；②絲束纏輥時因檢測失效不能及時停機而致使開松輥“抱死”,造成該設(shè)備損傷以及絲束浪費；③清理纏緊的絲束易劃傷開松輥表面，增加了勞動強度，同時還嚴重影響設(shè)備的作業(yè)率等問題，）小組通過網(wǎng)上查詢和業(yè)內(nèi)咨詢，并沒有找到可借鑒的濾條檢測裝置。為了解決由濾條檢測失效帶來的問題，小組確定此次QC活動的課題為：“KDF2成型機新型濾條檢測裝置的研制”

三、設(shè)定目標（一）目標值的設(shè)定定性目標：當發(fā)生跑條和絲束纏輥時，檢測裝置能夠有效檢測，并發(fā)出停機信號立即停機，新型濾條檢測裝置的安裝做到不影響設(shè)備的運行和操作。定量目標：把檢測失效次數(shù)控制在8次/月以內(nèi)。制圖：呂佳時間：2014（二）目標可行性分析根據(jù)問題分析中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計表，小組針對4臺KDF2成型機在2014年4-6月發(fā)生濾條檢測失效次數(shù)制作了如下折線圖。月份機臺月份機臺次數(shù)4月5月6月1號機2629252號機178173號機2623274號機222310制圖：呂佳時間：2014從表中清晰反映出，二號機在5月份發(fā)生濾條檢測失效的次數(shù)最少，為8次。所以，預期目標是合理的，通過小組的努力可以實現(xiàn)目標。

四、提出方案并確定最佳方案（一）提出方案結(jié)合課題目標設(shè)定要求，小組采用“頭腦風暴法”圍繞“研制新型濾條檢測裝置”這個課題，提出了三種方案：制圖：徐國現(xiàn)時間：2014（二）選擇方案為了確保方案選擇的正確性，提高方案選擇的效率，小組對三種方案進行了分析與比較。具體結(jié)果如下：制表：徐國現(xiàn)時間:2014制表：徐國現(xiàn)時間:2014制表：徐國現(xiàn)時間:2014采用加權(quán)平均的方法從成本、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、穩(wěn)定性四個方面對這四個方案綜合評估：制表：徐國現(xiàn)時間:2014制表：徐國現(xiàn)時間：2014原始評價等級：A為5分，B為4分，C為3分，D為2分，E為1分。計算公式：綜合得分QUOTE=QUOTE（QUOTE表示評估項目權(quán)重系數(shù)，QUOTE表示方案評估項原始得分）通過以上對三個方案的分析，其中方案二,基于單片機的控方式，其評分為4.45分，小組成員一致認為該方案為最佳方案。（三）最佳方案細化1．系統(tǒng)設(shè)計及軟硬件選型C①S1為成型機鼓輪上的成品濾棒計數(shù)脈沖信號C①S1為成型機鼓輪上的成品濾棒計數(shù)脈沖信號;②S2為成型機的車速脈沖信號;③正常情況下,刀盤轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)切割出兩只濾棒,因此,S1的頻率F1與S2的頻率F2的比值b應(yīng)為2;④濾條異常檢測裝置通過測量b值來判斷濾條是否異常;⑤根據(jù)設(shè)備特性，當車速大于1500rpm時判斷為設(shè)備開始運轉(zhuǎn)，此時濾條異常檢測裝置開始測量b值:ⅰ若b=0,判定為纏輥、跑條、纏刀盤異常，立即發(fā)出停機命令；ⅱ若0<b<2,判定為鼓輪有部分濾棒脫落，此時發(fā)出報警信號,操作人員有3分鐘處理該故障,若3分中后故障未消除,發(fā)出停機命令；ⅲ若b>2，判定為檢測裝置異常，發(fā)出報警信號,需要維修檢測裝置；若b=2，判定為機器正常運轉(zhuǎn)；⑥正常時顯示出F1、F2以及b值，異常時，八段數(shù)碼管顯示ⅰ、ⅱ、ⅲ對應(yīng)的異常編碼E、H、F.系統(tǒng)圖系統(tǒng)圖制圖：徐國現(xiàn)時間：2014（2）單片機選擇制圖：趙安時間:2014（3）信號選擇（4）傳感器安裝位置選擇（5）調(diào)機按鈕選擇（6）編程語言選擇（7）算法設(shè)計，軟件程序流程圖2.綜合優(yōu)選方案通過以上整體方案和各項具體方案的比較分析，小組確定了研制基于單片機的KDF2濾條異常檢測裝置的詳細方案如下：五、制定對策小組根據(jù)細化后的最優(yōu)方案，制作了對策表制圖：趙安時間:2014并繪制了方案流程圖制表：徐國現(xiàn)時間:2014六、對策實施（一）設(shè)計電路圖并焊接電路板制圖：徐國現(xiàn)時間：2014-08-按原理圖在萬用板上焊接好KDF2主機和檢測裝置的接口模塊并組裝經(jīng)用萬用表測試各焊點的電阻均小于3Ω，目標完成。（二）編寫程序在proteus仿真軟件中仿真運行24小時以上無異常。（三）將硬件與軟件整合將編寫好的程序燒錄到處理器中 開機后讓裝置運行48h，沒有發(fā)生死機、無故終止、且功能正常。（四）安裝調(diào)試安裝完成后，車間對裝置的各項功能（參數(shù)設(shè)置、顯示和停機）進行了測試，測試通過后同意上機使用，經(jīng)過觀察一段時間，實現(xiàn)跑條異常檢測正確率達100%，對策目標完成?？刂葡到y(tǒng)安裝完成實物圖

七、效果確認（一）目標完成情況1、2014年9月，新型濾條檢測裝置在3號KDF2成型機上開始安裝使用，安裝后使用方便，效果顯著。當發(fā)生跑條和絲束纏輥時，檢測裝置能夠有效檢測，發(fā)出停機信號并立即停機。小組于2014年9-11月統(tǒng)計了3號KDF2成型機發(fā)生跑條和絲束纏輥時由于檢測失效而不能正常停機的次數(shù)，并與安裝前做了對比，統(tǒng)情況計如下表所示：2014年3號KDF2成型機濾條檢測失效次數(shù)統(tǒng)計表項目月份機臺號跑條檢測失效次數(shù)絲束纏輥時檢測失效（抱死）次數(shù)檢測失效次數(shù)平均檢測失效次數(shù)活動前四月3號機1972626五月3號機1762323六月3號機1982727安裝前平均每月檢測失效次數(shù)（次）25.33活動后九月3號機1122十月3號機0111十一月3號機1011安裝后平均每月檢測失效次數(shù)（次）1.33制表：趙安時間：2014從表中清晰的反應(yīng)出，安裝了新型濾條檢測裝置以后，3號KDF2成型機9、10、11月份中，發(fā)生濾條檢測失效的次數(shù)降低至1.33次/月，實現(xiàn)了對異常濾條的有效檢測，達到了活動目標要求。制圖：趙安時間：2014結(jié)論：完成小組的活動目標（二）直接經(jīng)濟效益研制該檢測裝置的成本明細如下表所示；“KDF2成型機新型濾條檢測裝置”研制成本明細表序號元件名稱型號單價（元）數(shù)量合計（元）總計（元）124V/5V電源樂清明威D-50B421422512STC90C51(51單片機)開發(fā)板及其套件HC680014711473實驗耗材電阻電容包光耦、萬用板、等62162制表：徐國現(xiàn)時間：2014活動期內(nèi)絲束和成型紙損耗減少情況：節(jié)約絲束效益表項目安裝機臺數(shù)（臺）每月檢測失效減少次數(shù)（次）平均每次浪費絲束（Kg）絲束單價（元/kg）使用時間(月)數(shù)量1241.9437.873節(jié)約絲束的效益1×24×1.94×37.87×3＝5289.68元制表制表：呂佳時間：2014節(jié)約成型紙效益表項目安裝機臺數(shù)（臺）每月檢測失效減少次數(shù)（次）平均每次浪費成型紙（米）成型紙單價（元/米）使用時間(月)數(shù)量12431.550.013元/米3節(jié)約成型紙的效益1×24×31.55×0.013×3＝29.53元制表制表：呂佳時間：2014本次QC活動產(chǎn)生的直接經(jīng)濟效益為；（5289.68+29.53）-251=5068.21（元）以上僅是對絲束和成型紙經(jīng)濟效益的估算，如還涉及到中線膠、熱熔膠、設(shè)備損耗等各方面的成本計算，效益更顯著，并且隨著時間往后