CN111713733B - 卷包机组设备效率的计算方法及其采集机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种卷包机组设备效率的计算方法及其采集机构，其包括以下步骤：S1：采集单个生产周期中引纸轮旋转的圈数n以及引纸轮的周长l；S2：将引纸轮旋转的圈数n乘以引纸轮的周长l得到烟条实测总长度J；S3：计算性能开动率ERP=理论每支生产周期G÷实际每支生产周期H，其中理论每支生产周期G为设备的额定参数，实际每支生产周期H=实际生产时间A÷实际生产总量I，实际生产总量I=烟条实测总长度J÷平均长度K，平均长度K为每支烟的额定设置长度。本发明具有可以快速准确的计算出烟条实测总长度J，和卷包机组的设备综合效率OEE，以供专家和卷烟厂工作人员进行快速的数据统计分析的效果。

Description

卷包机组设备效率的计算方法及其采集机构
技术领域
本发明涉及卷包机组的技术领域，尤其是涉及一种卷包机组设备效率的计算方法及其采集机构。
背景技术
传统的卷包机组设备效率评价指标用设备综合效率OEE来表示。OEE是表征设备实际生产能力相对于理论产能的比率，其由3个性能指标组成,分别是设备时间开动率ETA、设备性能开动率EPR和合格品率PQR。OEE能准确地描述设备运行效率，通过找到影响生产效率的瓶颈,并进行改进和跟踪,以达到提高生产效率的目的。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：由于卷包机组在生产时，操作者很难去统计实际纸带所用的长度，从而很难精准的计算出性能开动率ERP，因此并不能真实反映设备的运行状况。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种卷包机组设备效率的计算方法，其具有可以精准的计算出卷包机组的性能开动率ERP的效果。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种卷包机组设备效率的计算方法，包括以下步骤：
S1：采集单个生产周期中引纸轮旋转的圈数n以及引纸轮的周长l；
S2：将引纸轮旋转的圈数n乘以引纸轮的周长l得到烟条实测总长度J；
S3：计算性能开动率ERP=理论每支生产周期G÷实际每支生产周期H，其中理论每支生产周期G为设备的额定参数，实际每支生产周期H=实际生产时间A÷实际生产总量I，实际生产总量I=烟条实测总长度J÷平均长度K，平均长度K为每支烟的额定设置长度。
通过采用上述技术方案，由于在卷烟生产过程中，引纸轮是唯一一个主动牵引纸带向前运动的传动机构，根据该主动牵引设计原理，在引纸轮牵引纸带向前运动的过程中，纸带与引纸轮属于同步运动，不会产生相对位移。因此通过获取引纸轮旋转的圈数，乘以引纸轮周长，即可快速准确的计算出烟条实测总长度J，然后将烟条实测总长度J代入公式中即可得到非常准确的计算性能开动率ERP。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为，还包括以下步骤：
S4：计算时间开动率ETA=(实际生产时间A÷计划运行时间B)×100%，其中实际生产时间A=计划工作时间C-停机时间E-调整时间F，计划运行时间B=计划工作时间C-计划停机时间D；
S5：计算合格品率PQR=合格品数量L÷实际生产总量I，合格品数量L为产品的实际合格数量；
S6：计算设备综合效率OEE=时间开动率ETA*性能开动率ERP*合格品率PQR。
通过采用上述技术方案，可以精确的得到卷包机组的设备综合效率OEE，以供专家和卷烟厂工作人员进行快速的数据统计分析，了解设备的各项运行损失，综合分析影响设备运行效率的原因，挖掘设备潜力，为正确地制定相关的工作计划提供参考依据。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为，还包括以下步骤：
S7：将卷包机组按照编号建立为若干机组子模块；
S8：将各个机组的设备时间开动率ETA、设备性能开动率EPR、合格品率PQR和设备综合效率OEE数据录入到机组子模块中；
S9：将所有机组子模块的数据汇总，形成车间设备效率表。
通过采用上述技术方案，操作者可以通过设备效率表直观、完整的看到所有机组的各项数据，从而通过对比发现效率明显低下的机组，以便于做出针对性的优化，提高车间内设备的整体生产效率。
本发明的目的之二是提供一种卷包机组设备的采集机构，其具有可以智能精准的采集到引纸轮的转动圈数的效果。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种卷包机组设备的采集机构，包括机架以及安装在机架上的引纸轮和压紧轮，所述引纸轮上同轴连接有第一增量式编码器。
通过采用上述技术方案，纸带信号到来时，第一增量式编码器记录当前位置信号N1；卷烟机停止时，第一增量式编码器记录当前计量的圈数M2以及位置信号N2；第一增量式编码器的线数为m，引纸轮旋转的圈数n=
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，从而可以快速的计算出烟条的实测总长度；这种采集方式智能精准，并且是从纸带的输出源头开始测量，减少了漏算的可能。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述引纸轮上同轴连接有第二增量式编码器，所述机架的两侧均开设有第一滑槽，所述第一滑槽内滑移连接有压紧块，所述压紧轮的两端转动连接在两个压紧块上，所述第一滑槽内设有第一压缩弹簧，所述第一压缩弹簧的两端分别连接在第一滑槽槽底和压紧块上，所述第一滑槽的槽顶设有第一触发开关，所述压紧块朝向第一触发开关的一侧设有第一触点；当所述第一压缩弹簧处于自然状态时，所述第一触点与第一触发开关相接触，且所述压紧轮与引纸轮相抵紧；当所述第一触点与第一触发开关相分离时，所述第二增量式编码器工作。
通过采用上述技术方案，当一卷纸带用尽需要补充时，操作者向下拉动压紧轮，使得压紧轮与引纸轮相互分离，此时压紧轮与引纸轮之间具有空隙，以便于操作者将纸带穿过并安装在卷包机上；此时第一触点也与第一触发开关相分离，第二增量式编码器工作，检测压紧轮与引纸轮相互分离时引纸轮转动的圈数。由于装载新卷纸的这个过程中，引纸轮的转动并不会让纸带实际被使用，因此计算引纸轮转动圈数时扣除第二增量式编码器所检测的圈数，可以令得到的烟条的实测总长度的数据更加精准、符合实际。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一触点与压紧块之间通过弹性件连接。
通过采用上述技术方案，弹性件可以对第一触点起到一个缓冲作用，减少第一触点与第一触发开关撞击时产生变形的可能，从而对第一触点和第一触发开关起到一个保护作用。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一滑槽的槽壁上贯穿有通孔，所述通孔内插设有延伸入第一滑槽内的定位销。
通过采用上述技术方案，当操作者将压紧轮向下拉动后，可以将定位销插入通孔内，从而定位销抵触在压紧块背离第一压缩弹簧的一侧，限制了压紧块向上的滑动，使得压紧轮与引纸轮之间保持有间隙，以便于操作者腾出手来穿设纸带。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述机架在引纸轮的入料端设有检测轮，所述检测轮抵紧在纸带朝向引纸轮的一侧。
通过采用上述技术方案，检测轮压紧在纸带上并对纸带施加一个恒定的压力，从而对纸带进行筛选，若纸带质量不合格会在检测轮的压力下断裂，此时操作者更换新的纸带，这样可以减少生产出不合格卷烟的可能，提高合格率。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述机架的两侧开设有第二滑槽，所述第二滑槽内滑移连接有连接块，所述检测轮转动连接在两个连接块上，所述检测轮转动连接在两个连接块上，所述第二滑槽内设有第二压缩弹簧，所述第二压缩弹簧的两端分别连接在连接块和第二滑槽远离纸带的槽壁上，所述第二滑槽靠近纸带的槽壁上设有第二触发开关，所述连接块上设有第二触点；当所述第二压缩弹簧处于自然状态时，所述第二触发开关与第二触点相抵触。
通过采用上述技术方案，当一卷纸用尽或纸带断裂时，纸带不再与检测轮抵触，此时连接块在第二压缩弹簧的作用力下向着第二触发开关移动，并使得第二触发开关与第二触点相抵触，此时第二触发开关可以控制设备停止工作或控制警示装置发出警报，以便于操作者更换新的卷纸。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述检测轮的两侧沿周缘设置有若干由柔性材料制成的摊平片，所述摊平片远离检测轮的一端向着纸带方向倾斜向下设置。
通过采用上述技术方案，摊平片与纸带相抵触时，会对纸带产生一个向外的扩张力，从而对纸带起到一个摊平的作用，使得纸带平整的进入引纸轮和压紧轮之间，减少纸带产生褶皱的可能，提高卷烟的合格率。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.可以快速准确的计算出烟条实测总长度J，然后将烟条实测总长度J代入公式中即可得到非常准确的计算性能开动率ERP；
2.可以精确的得到卷包机组的设备综合效率OEE，以供专家和卷烟厂工作人员进行快速的数据统计分析；
3.计算引纸轮转动圈数时扣除第二增量式编码器所检测的圈数，可以令得到的烟条的实测总长度的数据更加精准、符合实际。
附图说明
图1是实施例1的整体结构示意图。
图2是实施例2的整体结构示意图。
图3是实施例2用于体现压紧轮与机架的连接结构示意图。
图4是图2中A部的放大示意图。
图中，1、机架；2、引纸轮；21、第一增量式编码器；22、第二增量式编码器；3、压紧轮；4、第一滑槽；41、压紧块；42、第一压缩弹簧；43、第一触发开关；44、第一触点；45、弹性件；451、橡胶层；452、空腔；453、缓冲弹簧；46、通孔；47、定位销；5、检测轮；52、连杆；51、摊平片；6、第二滑槽；61、连接块；62、第二压缩弹簧；63、第二触发开关；64、第二触点；7、纸带。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1：参照图1，为本发明公开的一种卷包机组设备的采集机构，包括机架1以及转动连接在机架1上的引纸轮2和压紧轮3，引纸轮2在上，压紧轮3在下，且压紧轮3抵紧在引纸轮2上，纸带7从引纸轮2和压紧轮3之间穿过。由于在卷烟生产过程中，引纸轮2是唯一一个主动牵引纸带7向前运动的传动机构，根据该主动牵引设计原理，在引纸轮2牵引纸带7向前运动的过程中，纸带7与引纸轮2属于同步运动，不会产生相对位移，因此，引纸轮2的驱动纸带7时的总行程即为烟条实测总长度J。引纸轮2上同轴连接有第一增量式编码器21，以检测引纸轮2的转动圈数。
参照图1，引纸轮2的直径为一定值D，该定值D可以通过引纸轮2的参数上直接获得，因此可以迅速计算出引纸轮2的周长l=πD。引纸轮2启动时，第一增量式编码器21记录当前编码器位置信号N1，引纸轮2停止时，记录第一增量式编码器21计量的圈数M2以及第一增量式编码器21的位置信号N2，第一增量式编码器21的线数为m，m可以从第一增量式编码器21的参数上直接获得，因此引纸轮2旋转的圈数n=[M2+(N2-N1)/m]，烟条实测总长度J=n*l=[M2+(N2-N1)/m]×πD。
参照图1，实际生产总量I=烟条实测总长度J÷平均长度K，平均长度K为每支烟的额定设置长度，得到烟条实测总长度J后，就能计算出实际生产总量I，而实际每支生产周期H=实际生产时间A÷实际生产总量I，其中实际生产时间A=计划工作时间C-停机时间E-调整时间F，计划工作时间C、停机时间E、调整时间F的数值均可以从卷包机上直接采集到。最后计算性能开动率ERP=理论每支生产周期G÷实际每支生产周期H，理论每支生产周期G为设备的额定参数。
参照图1，计算时间开动率ETA=(实际生产时间A÷计划运行时间B)×100%，其中计划运行时间B=计划工作时间C-计划停机时间D，计划工作时间C和计划停机时间D均可以从生产计划表中直接得到，而实际生产时间A已经得出，因此可以快速的得到时间开动率ETA。
参照图1，计算合格品率PQR=合格品数量L÷实际生产总量I，合格品数量L为产品的实际合格数量，合格品数量L和实际生产总量I均是客观数据，可以在生产结束后清点得到。
参照图1，至此性能开动率ERP、时间开动率ETA以及合格品率PQR已经全部得到，从而可以计算设备综合效率OEE=时间开动率ETA*性能开动率ERP*合格品率PQR。
参照图1，由于车间内同时工作的卷包机组通常不止一个，因此将所有的卷包机组按照编号建立为若干机组子模块，机组子模块按照编号沿纵向排成一列，设备时间开动率ETA、设备性能开动率EPR、合格品率PQR和设备综合效率OEE沿横向排成一排。然后将各个机组的设备时间开动率ETA、设备性能开动率EPR、合格品率PQR和设备综合效率OEE数据录入到机组子模块中进行汇总，形成车间设备效率表，示例如下：
车间各机组设备效率表
ETA(%) EPR(%) PQR(%) OEE(%)
1号机组 92.62 90.45 96.87 81.15
2号机组 85.17 90.51 90.22 69.55
3号机组 97.5 89.11 98.19 85.31
4号机组 87.59 89.65 98.54 77.38
5号机组 91.85 88.45 98.5 80.02
6号机组 20 85.25 83.62 14.26
从车间各机组设备效率表中，可以清晰明了的看到各个卷包机组的效率数据并进行对比，可以看出2号机组的综合效率较为低下，有较大的提升空间，而6号机组的时间开动率ETA极低，经调研后发现处于维保试生产状态，生产效率明显低下，因此统计数据符合实际状况。
实施例2：一种卷包机组设备的采集机构，与实施例1的不同之处在于，参照图2和图3，引纸轮2上同轴连接有第二增量式编码器22，第一增量式编码器21和第二增量式编码器22分别位于引纸轮2沿长度方向的两端。机架1的两侧沿竖直方向均开设有第一滑槽4，第一滑槽4内滑移连接有压紧块41，压紧轮3的两端通过轴承转动连接在两个压紧块41上，第一滑槽4内设有第一压缩弹簧42，第一压缩弹簧42的两端分别固定连接在第一滑槽4槽底和压紧块41的底部，第一滑槽4的槽壁上贯穿有通孔46。
参照图2和图3，需要布设纸带7时，操作者向下拉动压紧轮3，此时两个压紧块41向下滑动，第一压缩弹簧42被压缩，然后操作者向通孔46内插设一根定位销47，定位销47延伸入第一滑槽4内并抵触在压紧块41的顶部，从而限制压紧块41向上移动，以使得压紧轮3和引纸轮2之间保持分离并具有间隙，便于操作者将纸带7穿过压紧轮3和引纸轮2之间，减小纸带7的布设难度。
参照图3，第一滑槽4的槽顶固设有第一触发开关43，压紧块41朝向第一触发开关43的一侧设有弹性件45，弹性件45包括橡胶层451和缓冲弹簧453，橡胶层451内设空腔452，缓冲弹簧453沿竖直方向放置于空腔452内，橡胶层451朝向第一触发开关43的一侧设有第一触点44，当压紧块41向上移动使得第一触点44与第一触发开关43相对接时，弹性件45可以对第一触点44起到一个缓冲作用，减少第一触点44或第一触发开关43因撞击而受损的可能。第一触点44与第一触发开关43相对接时，操作者将定位销47插入通孔46内，此时定位销47抵触在压紧块41底部，从而使得压紧轮3稳定的压紧在引纸轮2上。
参照图2和图4，机架1的两侧沿竖直方向开设有第二滑槽6，第二滑槽6内滑移连接有连接块61，检测轮5通过连杆52同时转动连接在两个连接块61上，第二滑槽6内设有第二压缩弹簧62，第二压缩弹簧62的两端分别固定连接在连接块61和第二滑槽6远离纸带7的槽壁上。检测轮5始终抵触在纸带7上，并且第二压缩弹簧62被压缩，因此对纸带7施加一个恒定的压力。
参照图2和图4，第二滑槽6靠近纸带7的槽壁上设有第二触发开关63，连接块61朝向第二触发开关63的一侧设有第二触点64。当一卷纸用尽或纸带7断裂时，纸带7不再与检测轮5抵触，此时连接块61在第二压缩弹簧62的作用力下向着第二触发开关63移动，并使得第二触发开关63与第二触点64相抵触，此时第二触发开关63可以控制设备停止工作或控制警示装置发出警报，以便于操作者更换新的卷纸。
参照图2和图4，检测轮5的两侧沿周缘等间距设置有四个由橡胶制成的摊平片51，摊平片51内嵌置有弹簧片，以提高摊平片51的弹性。摊平片51远离检测轮5的一端向着纸带7方向倾斜向下设置，倾斜角度不大于5°，摊平片51与纸带7相抵触时，会对纸带7产生一个向外的扩张力，从而对纸带7起到一个摊平的作用，使得纸带7平整的进入引纸轮2和压紧轮3之间，减少纸带7产生褶皱的可能，提高卷烟的合格率。
工作原理：当卷包机组上的一卷纸带7用尽需要补充时，操作者向下拉动压紧轮3，并向通孔46中插入定位销47，使得定位销47抵触在压紧块41顶部，此时压紧轮3与引纸轮2保持相互分离，压紧轮3与引纸轮2之间具有空隙，操作者可以快速便捷的将纸带7穿过并安装在卷包机上。同时，压紧轮3与引纸轮2分离时，第一触点44与第一触发开关43相分离，此时第二增量式编码器22工作，检测压紧轮3与引纸轮2相互分离时引纸轮2转动的圈数n2，而第一增量式编码器21始终工作并计数引纸轮2的总转动圈数n1，计算引纸轮2的转动圈数时，n=n1-n2。由于装载新卷纸的这个过程中，引纸轮2的转动并不会让纸带7实际被使用，因此计算引纸轮2转动圈数时扣除第二增量式编码器22所检测的圈数，可以令得到的烟条的实测总长度J的数据更加精准、符合实际。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种卷包机组设备的采集机构，其特征在于：包括机架(1)以及安装在机架(1)上的引纸轮(2)和压紧轮(3)，所述引纸轮(2)上同轴连接有第一增量式编码器(21)；所述引纸轮(2)上同轴连接有第二增量式编码器(22)，所述机架(1)的两侧均开设有第一滑槽(4)，所述第一滑槽(4)内滑移连接有压紧块(41)，所述压紧轮(3)的两端转动连接在两个压紧块(41)上，所述第一滑槽(4)内设有第一压缩弹簧(42)，所述第一压缩弹簧(42)的两端分别连接在第一滑槽(4)槽底和压紧块(41)上，所述第一滑槽(4)的槽顶设有第一触发开关(43)，所述压紧块(41)朝向第一触发开关(43)的一侧设有第一触点(44)；
当所述第一压缩弹簧(42)处于自然状态时，所述第一触点(44)与第一触发开关(43)相接触，且所述压紧轮(3)与引纸轮(2)相抵紧；
当所述第一触点(44)与第一触发开关(43)相分离时，所述第二增量式编码器(22)工作。
2.根据权利要求1所述的卷包机组设备的采集机构，其特征在于：所述第一触点(44)与压紧块(41)之间通过弹性件(45)连接。
3.根据权利要求1所述的卷包机组设备的采集机构，其特征在于：所述第一滑槽(4)的槽壁上贯穿有通孔(46)，所述通孔(46)内插设有延伸入第一滑槽(4)内的定位销(47)。
4.根据权利要求3所述的卷包机组设备的采集机构，其特征在于：所述机架(1)在引纸轮(2)的入料端设有检测轮(5)，所述检测轮(5)抵紧在纸带(7)朝向引纸轮(2)的一侧。
5.根据权利要求4所述的卷包机组设备的采集机构，其特征在于：所述机架(1)的两侧开设有第二滑槽(6)，所述第二滑槽(6)内滑移连接有连接块(61)，所述检测轮(5)转动连接在两个连接块(61)上，所述第二滑槽(6)内设有第二压缩弹簧(62)，所述第二压缩弹簧(62)的两端分别连接在连接块(61)和第二滑槽(6)远离纸带(7)的槽壁上，所述第二滑槽(6)靠近纸带(7)的槽壁上设有第二触发开关(63)，所述连接块(61)上设有第二触点(64)；
当所述第二压缩弹簧(62)处于自然状态时，所述第二触发开关(63)与第二触点(64)相抵触。
6.根据权利要求5所述的卷包机组设备的采集机构，其特征在于：所述检测轮(5)的两侧沿周缘设置有若干由柔性材料制成的摊平片(51)，所述摊平片(51)远离检测轮(5)的一端向着纸带(7)方向倾斜向下设置。
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