KDF2成型機(jī)濾條檢測(cè)裝置（終稿）

2015年度紅云紅河集團(tuán)2015年度紅云紅河集團(tuán)QC成果發(fā)布會(huì)KDF2成型機(jī)新型濾條檢測(cè)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(biāo) 9（一）目標(biāo)值的設(shè)定 9（二）目標(biāo)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(xì)化 141．系統(tǒng)設(shè)計(jì)及軟硬件選型 14五、制定對(duì)策 18六、對(duì)策實(shí)施 19（一）設(shè)計(jì)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(rèn) 23（一）目標(biāo)完成情況 23（二）直接經(jīng)濟(jì)效益 24（三）無形效益 25八、標(biāo)準(zhǔn)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(fèi)是由于跑條造成的。對(duì)于KDF2成型機(jī)，現(xiàn)有的濾條檢測(cè)手段存在缺陷，最為明顯的就是濾條檢測(cè)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(dāng)機(jī)器高速運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)生跑條時(shí)，若不能及時(shí)檢測(cè)并停機(jī)，將造成大量的絲束浪費(fèi)；另外，當(dāng)絲束纏輥并且檢測(cè)失效時(shí)，因不能及時(shí)停機(jī)，將致使大量絲束纏繞在開松輥上，導(dǎo)致開松輥“抱死”，對(duì)伺服系統(tǒng)造成極大損傷。因此，這些檢測(cè)缺陷不僅會(huì)造成原輔料的浪費(fèi)以及給設(shè)備安全帶來隱患，同時(shí)還增加了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)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(dòng)強(qiáng)度、提高設(shè)備效率，我們QC小組開展“創(chuàng)新型”QC活動(dòng)，力求研制更加有效的KDF2成型機(jī)新型濾條檢測(cè)裝置。名詞解釋：跑條：在濾棒的加工過程中，有時(shí)會(huì)發(fā)生濾棒不能正常進(jìn)入刀頭而停機(jī)的現(xiàn)象，這就是濾棒跑條，也稱暴口。絲束纏輥：當(dāng)絲束開松過程出現(xiàn)異常時(shí)，導(dǎo)致絲束纏纏繞在開松輥周圍，至使成型機(jī)部分無法形成濾條。

課題名稱KDF2成型機(jī)新型濾條檢測(cè)裝置的研制課題類型創(chuàng)新型活動(dòng)時(shí)間2014.3-2014.12小組名稱會(huì)澤卷煙廠成型車間亮劍QC小組本課題注冊(cè)時(shí)間2014.01小組成立時(shí)間2012.02注冊(cè)編號(hào)HH4QC-14-01-09活動(dòng)次數(shù)16次參加率100%姓名學(xué)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(dòng)總體協(xié)調(diào)徐克敏本科車間設(shè)備員負(fù)責(zé)質(zhì)量診斷陳忠祥本科生產(chǎn)三班電工技術(shù)咨詢張學(xué)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(jī)修工調(diào)試安裝徐國現(xiàn)本科成型機(jī)操作工程序編寫、調(diào)試安裝趙安本科成型機(jī)操作工制作圖表、成果發(fā)布呂佳本科成型機(jī)操作工材料編寫、成果發(fā)布小組概況制表：趙安時(shí)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(jī)在運(yùn)行過程中發(fā)生跑條現(xiàn)象時(shí)，會(huì)出現(xiàn)機(jī)器仍在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，產(chǎn)生大量跑條，造成了大量的輔料浪費(fèi)。制圖：徐國現(xiàn)時(shí)間：20142、當(dāng)發(fā)生絲束纏輥時(shí)，也會(huì)有機(jī)器仍能高速運(yùn)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(duì)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(dòng)強(qiáng)度。制圖：徐國現(xiàn)時(shí)間：2014（二）問題分析1．當(dāng)發(fā)生跑條和絲束纏輥現(xiàn)象時(shí)，機(jī)器為什么仍能高速運(yùn)行呢？正常情況下，發(fā)生跑條和絲束纏輥時(shí)，就沒有連續(xù)運(yùn)行的濾條進(jìn)入切割系統(tǒng)進(jìn)行切割，測(cè)量噴嘴前端的光電開關(guān)就探測(cè)不到濾條，機(jī)器產(chǎn)生停機(jī)信號(hào)并停機(jī)。但是，發(fā)生跑條和纏輥時(shí)，會(huì)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(dǎo)致光電開關(guān)誤判為濾條正常運(yùn)行，不會(huì)發(fā)出停機(jī)信號(hào)，導(dǎo)致機(jī)器一直高速運(yùn)行，直至操作工手動(dòng)停機(jī)，產(chǎn)生大量跑條，造成浪費(fèi)；若絲束纏輥時(shí)，不能及時(shí)停機(jī)，大量的絲束就會(huì)纏繞在開松輥上，直至開松輥“抱死”，伺服系統(tǒng)出現(xiàn)報(bào)警才能停機(jī)。正常情況下2、小組統(tǒng)計(jì)了2014年4-6月份，發(fā)生跑條和絲束纏輥時(shí)由于檢測(cè)失效導(dǎo)致不能正常停機(jī)的次數(shù)，統(tǒng)情況計(jì)如下表所示：正常情況下發(fā)生跑條和絲束纏輥時(shí)檢測(cè)失效次數(shù)統(tǒng)計(jì)表月份機(jī)臺(tái)號(hào)跑條檢測(cè)失效次數(shù)絲束纏輥時(shí)檢測(cè)失效（抱死）次數(shù)檢測(cè)失效次數(shù)平均檢測(cè)失效次數(shù)四月1號(hào)機(jī)1872522.52號(hào)機(jī)134173號(hào)機(jī)197264號(hào)機(jī)13922五月1號(hào)機(jī)2092920.752號(hào)機(jī)6283號(hào)機(jī)176234號(hào)機(jī)15823六月1號(hào)機(jī)18826202號(hào)機(jī)125173號(hào)機(jī)198274號(hào)機(jī)8210制表：趙安制表：趙安時(shí)間：201421.08結(jié)論：原有的檢測(cè)裝置容易失效，不能滿足生產(chǎn)需要。小組還統(tǒng)計(jì)了2014年5月因檢測(cè)失效而造成輔料浪費(fèi)統(tǒng)計(jì)表日期機(jī)臺(tái)號(hào)浪費(fèi)形式浪費(fèi)絲束（Kg）浪費(fèi)成型紙（米）51號(hào)機(jī)跑條1.2420.6754號(hào)機(jī)跑條0.8414.0052號(hào)機(jī)絲束纏輥0.7813.0052號(hào)機(jī)跑條2.5342.1953號(hào)機(jī)跑條1.6928.1751號(hào)機(jī)跑條2.4641.0151號(hào)機(jī)絲束纏輥0.7212.0254號(hào)機(jī)跑條1.7629.3351號(hào)機(jī)跑條1.4223.6852號(hào)機(jī)跑條4.9382.1753號(hào)機(jī)絲束纏輥0.538.8354號(hào)機(jī)跑條3.8564.1652號(hào)機(jī)絲束纏輥1.0217.0053號(hào)機(jī)跑條2.9749.5053號(hào)機(jī)跑條1.4323.8354號(hào)機(jī)跑條0.7813.0151號(hào)機(jī)絲束纏輥1.0717.8452號(hào)機(jī)跑條0.9716.1653號(hào)機(jī)跑條2.5943.1754號(hào)機(jī)絲束纏輥1.1519.1854號(hào)機(jī)跑條5．0683.64平均值（kg/次）1.9431.55制圖：趙安制圖：趙安時(shí)間：2014結(jié)論：因?yàn)V條檢測(cè)失效造成的浪費(fèi)嚴(yán)重。

3、根據(jù)小組調(diào)查，發(fā)現(xiàn)跑條的持續(xù)時(shí)間越長，造成的浪費(fèi)越多，如下圖所示：制圖：趙安制圖：趙安時(shí)間：2014由上表反應(yīng)出，當(dāng)發(fā)生跑條時(shí)，若停機(jī)越及時(shí)，造成的損失也就越低。（三）課題的提出針對(duì)以上問題（①出現(xiàn)跑條時(shí)因檢測(cè)失效不能及時(shí)停機(jī)而造成輔料浪費(fèi)；②絲束纏輥時(shí)因檢測(cè)失效不能及時(shí)停機(jī)而致使開松輥“抱死”,造成該設(shè)備損傷以及絲束浪費(fèi)；③清理纏緊的絲束易劃傷開松輥表面，增加了勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)還嚴(yán)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(cè)裝置。為了解決由濾條檢測(cè)失效帶來的問題，小組確定此次QC活動(dòng)的課題為：“KDF2成型機(jī)新型濾條檢測(cè)裝置的研制”

三、設(shè)定目標(biāo)（一）目標(biāo)值的設(shè)定定性目標(biāo)：當(dāng)發(fā)生跑條和絲束纏輥時(shí)，檢測(cè)裝置能夠有效檢測(cè)，并發(fā)出停機(jī)信號(hào)立即停機(jī)，新型濾條檢測(cè)裝置的安裝做到不影響設(shè)備的運(yùn)行和操作。定量目標(biāo)：把檢測(cè)失效次數(shù)控制在8次/月以內(nèi)。制圖：呂佳時(shí)間：2014（二）目標(biāo)可行性分析根據(jù)問題分析中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表，小組針對(duì)4臺(tái)KDF2成型機(jī)在2014年4-6月發(fā)生濾條檢測(cè)失效次數(shù)制作了如下折線圖。月份機(jī)臺(tái)月份機(jī)臺(tái)次數(shù)4月5月6月1號(hào)機(jī)2629252號(hào)機(jī)178173號(hào)機(jī)2623274號(hào)機(jī)222310制圖：呂佳時(shí)間：2014從表中清晰反映出，二號(hào)機(jī)在5月份發(fā)生濾條檢測(cè)失效的次數(shù)最少，為8次。所以，預(yù)期目標(biāo)是合理的，通過小組的努力可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。

四、提出方案并確定最佳方案（一）提出方案結(jié)合課題目標(biāo)設(shè)定要求，小組采用“頭腦風(fēng)暴法”圍繞“研制新型濾條檢測(cè)裝置”這個(gè)課題，提出了三種方案：制圖：徐國現(xiàn)時(shí)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(duì)三種方案進(jìn)行了分析與比較。具體結(jié)果如下：制表：徐國現(xiàn)時(shí)間:2014制表：徐國現(xiàn)時(shí)間:2014制表：徐國現(xiàn)時(shí)間:2014采用加權(quán)平均的方法從成本、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、穩(wěn)定性四個(gè)方面對(duì)這四個(gè)方案綜合評(píng)估：制表：徐國現(xiàn)時(shí)間:2014制表：徐國現(xiàn)時(shí)間：2014原始評(píng)價(jià)等級(jí)：A為5分，B為4分，C為3分，D為2分，E為1分。計(jì)算公式：綜合得分QUOTE=QUOTE（QUOTE表示評(píng)估項(xiàng)目權(quán)重系數(shù)，QUOTE表示方案評(píng)估項(xiàng)原始得分）通過以上對(duì)三個(gè)方案的分析，其中方案二,基于單片機(jī)的控方式，其評(píng)分為4.45分，小組成員一致認(rèn)為該方案為最佳方案。（三）最佳方案細(xì)化1．系統(tǒng)設(shè)計(jì)及軟硬件選型C①S1為成型機(jī)鼓輪上的成品濾棒計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)C①S1為成型機(jī)鼓輪上的成品濾棒計(jì)數(shù)脈沖信號(hào);②S2為成型機(jī)的車速脈沖信號(hào);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(cè)裝置通過測(cè)量b值來判斷濾條是否異常;⑤根據(jù)設(shè)備特性，當(dāng)車速大于1500rpm時(shí)判斷為設(shè)備開始運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)濾條異常檢測(cè)裝置開始測(cè)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(jī)命令；ⅱ若0<b<2,判定為鼓輪有部分濾棒脫落，此時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào),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(jī)命令；ⅲ若b>2，判定為檢測(cè)裝置異常，發(fā)出報(bào)警信號(hào),需要維修檢測(cè)裝置；若b=2，判定為機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)；⑥正常時(shí)顯示出F1、F2以及b值，異常時(shí)，八段數(shù)碼管顯示ⅰ、ⅱ、ⅲ對(duì)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(shí)間：2014（2）單片機(jī)選擇制圖：趙安時(shí)間:2014（3）信號(hào)選擇（4）傳感器安裝位置選擇（5）調(diào)機(jī)按鈕選擇（6）編程語言選擇（7）算法設(shè)計(jì)，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(xiàng)具體方案的比較分析，小組確定了研制基于單片機(jī)的KDF2濾條異常檢測(cè)裝置的詳細(xì)方案如下：五、制定對(duì)策小組根據(jù)細(xì)化后的最優(yōu)方案，制作了對(duì)策表制圖：趙安時(shí)間:2014并繪制了方案流程圖制表：徐國現(xiàn)時(shí)間:2014六、對(duì)策實(shí)施（一）設(shè)計(jì)電路圖并焊接電路板制圖：徐國現(xiàn)時(shí)間：2014-08-按原理圖在萬用板上焊接好KDF2主機(jī)和檢測(cè)裝置的接口模塊并組裝經(jīng)用萬用表測(cè)試各焊點(diǎn)的電阻均小于3Ω，目標(biāo)完成。（二）編寫程序在proteus仿真軟件中仿真運(yùn)行24小時(shí)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(jī)后讓裝置運(yùn)行48h，沒有發(fā)生死機(jī)、無故終止、且功能正常。（四）安裝調(diào)試安裝完成后，車間對(duì)裝置的各項(xiàng)功能（參數(shù)設(shè)置、顯示和停機(jī)）進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試通過后同意上機(jī)使用，經(jīng)過觀察一段時(shí)間，實(shí)現(xiàn)跑條異常檢測(cè)正確率達(dá)100%，對(duì)策目標(biāo)完成?？刂葡到y(tǒng)安裝完成實(shí)物圖

七、效果確認(rèn)（一）目標(biāo)完成情況1、2014年9月，新型濾條檢測(cè)裝置在3號(hào)KDF2成型機(jī)上開始安裝使用，安裝后使用方便，效果顯著。當(dāng)發(fā)生跑條和絲束纏輥時(shí)，檢測(cè)裝置能夠有效檢測(cè)，發(fā)出停機(jī)信號(hào)并立即停機(jī)。小組于2014年9-11月統(tǒng)計(jì)了3號(hào)KDF2成型機(jī)發(fā)生跑條和絲束纏輥時(shí)由于檢測(cè)失效而不能正常停機(jī)的次數(shù)，并與安裝前做了對(duì)比，統(tǒng)情況計(jì)如下表所示：2014年3號(hào)KDF2成型機(jī)濾條檢測(cè)失效次數(shù)統(tǒng)計(jì)表項(xiàng)目月份機(jī)臺(tái)號(hào)跑條檢測(cè)失效次數(shù)絲束纏輥時(shí)檢測(cè)失效（抱死）次數(shù)檢測(cè)失效次數(shù)平均檢測(cè)失效次數(shù)活動(dòng)前四月3號(hào)機(jī)1972626五月3號(hào)機(jī)1762323六月3號(hào)機(jī)1982727安裝前平均每月檢測(cè)失效次數(shù)（次）25.33活動(dòng)后九月3號(hào)機(jī)1122十月3號(hào)機(jī)0111十一月3號(hào)機(jī)1011安裝后平均每月檢測(cè)失效次數(shù)（次）1.33制表：趙安時(shí)間：2014從表中清晰的反應(yīng)出，安裝了新型濾條檢測(cè)裝置以后，3號(hào)KDF2成型機(jī)9、10、11月份中，發(fā)生濾條檢測(cè)失效的次數(shù)降低至1.33次/月，實(shí)現(xiàn)了對(duì)異常濾條的有效檢測(cè)，達(dá)到了活動(dòng)目標(biāo)要求。制圖：趙安時(shí)間：2014結(jié)論：完成小組的活動(dòng)目標(biāo)（二）直接經(jīng)濟(jì)效益研制該檢測(cè)裝置的成本明細(xì)如下表所示；“KDF2成型機(jī)新型濾條檢測(cè)裝置”研制成本明細(xì)表序號(hào)元件名稱型號(hào)單價(jià)（元）數(shù)量合計(jì)（元）總計(jì)（元）124V/5V電源樂清明威D-50B421422512STC90C51(51單片機(jī))開發(fā)板及其套件HC680014711473實(shí)驗(yàn)耗材電阻電容包光耦、萬用板、等62162制表：徐國現(xiàn)時(shí)間：2014活動(dòng)期內(nèi)絲束和成型紙損耗減少情況：節(jié)約絲束效益表項(xiàng)目安裝機(jī)臺(tái)數(shù)（臺(tái)）每月檢測(cè)失效減少次數(shù)（次）平均每次浪費(fèi)絲束（Kg）絲束單價(jià)（元/kg）使用時(shí)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(shí)間：2014節(jié)約成型紙效益表項(xiàng)目安裝機(jī)臺(tái)數(shù)（臺(tái)）每月檢測(cè)失效減少次數(shù)（次）平均每次浪費(fèi)成型紙（米）成型紙單價(jià)（元/米）使用時(shí)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(shí)間：2014本次QC活動(dòng)產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益為；（5289.68+29.53）-251=5068.21（元）以上僅是對(duì)絲束和成型紙經(jīng)濟(jì)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(jì)算，效益更顯著，并且隨著時(shí)間往后