KDF2成型机滤条检测装置（终稿）

2015年度红云红河集团2015年度红云红河集团QC成果发布会KDF2成型机新型滤条检测装置的研制课题类型：创新型成型车间亮剑QC小组2015年4月

目录前言 2二、选择课题 4（一）问题提出 4（二）问题分析 5（三）课题的提出 8三、设定目标 9（一）目标值的设定 9（二）目标可行性分析 9四、提出方案并确定最佳方案 11（二）选择方案 11（三）最佳方案细化 141．系统设计及软硬件选型 14五、制定对策 18六、对策实施 19（一）设计电路图并焊接电路板 19（二）编写程序 21（三）将硬件与软件整合 21（四）安装调试 22七、效果确认 23（一）目标完成情况 23（二）直接经济效益 24（三）无形效益 25八、标准化 26九、总结与下一步打算 26

前言在滤棒的生产过程中，有很大一部分辅料浪费是由于跑条造成的。对于KDF2成型机，现有的滤条检测手段存在缺陷，最为明显的就是滤条检测光电开关容易失效，漏检和误检常有发生不能满足生产需要。当机器高速运转发生跑条时，若不能及时检测并停机，将造成大量的丝束浪费；另外，当丝束缠辊并且检测失效时，因不能及时停机，将致使大量丝束缠绕在开松辊上，导致开松辊“抱死”，对伺服系统造成极大损伤。因此，这些检测缺陷不仅会造成原辅料的浪费以及给设备安全带来隐患，同时还增加了操作人员的劳动强度、降低了设备的作业效率。为了保障设备安全、降低原辅料消耗和减少劳动强度、提高设备效率，我们QC小组开展“创新型”QC活动，力求研制更加有效的KDF2成型机新型滤条检测装置。名词解释：跑条：在滤棒的加工过程中，有时会发生滤棒不能正常进入刀头而停机的现象，这就是滤棒跑条，也称暴口。丝束缠辊：当丝束开松过程出现异常时，导致丝束缠缠绕在开松辊周围，至使成型机部分无法形成滤条。

课题名称KDF2成型机新型滤条检测装置的研制课题类型创新型活动时间2014.3-2014.12小组名称会泽卷烟厂成型车间亮剑QC小组本课题注册时间2014.01小组成立时间2012.02注册编号HH4QC-14-01-09活动次数16次参加率100%姓名学历职务组内分工余翔本科车间主任组长代龙鑫本科车间副主任活动总体协调徐克敏本科车间设备员负责质量诊断陈忠祥本科生产三班电工技术咨询张学稳大专生产二班班长技术咨询曹德敏大专生产二班机修工调试安装徐国现本科成型机操作工程序编写、调试安装赵安本科成型机操作工制作图表、成果发布吕佳本科成型机操作工材料编写、成果发布小组概况制表：赵安时间：201

二、选择课题（一）问题提出1、在日常生产操作中，我们发现KDF2成型机在运行过程中发生跑条现象时，会出现机器仍在高速运转的情况，产生大量跑条，造成了大量的辅料浪费。制图：徐国现时间：20142、当发生丝束缠辊时，也会有机器仍能高速运行的情况，致使大量丝束紧紧缠在开松辊周围，出现开松辊“抱死”现象，对伺服系统造成极大损伤；并且操作人员清理缠紧的丝束十分困难，增加了劳动强度。制图：徐国现时间：2014（二）问题分析1．当发生跑条和丝束缠辊现象时，机器为什么仍能高速运行呢？正常情况下，发生跑条和丝束缠辊时，就没有连续运行的滤条进入切割系统进行切割，测量喷嘴前端的光电开关就探测不到滤条，机器产生停机信号并停机。但是，发生跑条和缠辊时，会出现滤条、成型纸或者丝束仍然遮挡在光电开关前端，导致光电开关误判为滤条正常运行，不会发出停机信号，导致机器一直高速运行，直至操作工手动停机，产生大量跑条，造成浪费；若丝束缠辊时，不能及时停机，大量的丝束就会缠绕在开松辊上，直至开松辊“抱死”，伺服系统出现报警才能停机。正常情况下2、小组统计了2014年4-6月份，发生跑条和丝束缠辊时由于检测失效导致不能正常停机的次数，统情况计如下表所示：正常情况下发生跑条和丝束缠辊时检测失效次数统计表月份机台号跑条检测失效次数丝束缠辊时检测失效（抱死）次数检测失效次数平均检测失效次数四月1号机1872522.52号机134173号机197264号机13922五月1号机2092920.752号机6283号机176234号机15823六月1号机18826202号机125173号机198274号机8210制表：赵安制表：赵安时间：201421.08结论：原有的检测装置容易失效，不能满足生产需要。小组还统计了2014年5月因检测失效而造成辅料浪费统计表日期机台号浪费形式浪费丝束（Kg）浪费成型纸（米）51号机跑条1.2420.6754号机跑条0.8414.0052号机丝束缠辊0.7813.0052号机跑条2.5342.1953号机跑条1.6928.1751号机跑条2.4641.0151号机丝束缠辊0.7212.0254号机跑条1.7629.3351号机跑条1.4223.6852号机跑条4.9382.1753号机丝束缠辊0.538.8354号机跑条3.8564.1652号机丝束缠辊1.0217.0053号机跑条2.9749.5053号机跑条1.4323.8354号机跑条0.7813.0151号机丝束缠辊1.0717.8452号机跑条0.9716.1653号机跑条2.5943.1754号机丝束缠辊1.1519.1854号机跑条5．0683.64平均值（kg/次）1.9431.55制图：赵安制图：赵安时间：2014结论：因滤条检测失效造成的浪费严重。

3、根据小组调查，发现跑条的持续时间越长，造成的浪费越多，如下图所示：制图：赵安制图：赵安时间：2014由上表反应出，当发生跑条时，若停机越及时，造成的损失也就越低。（三）课题的提出针对以上问题（①出现跑条时因检测失效不能及时停机而造成辅料浪费；②丝束缠辊时因检测失效不能及时停机而致使开松辊“抱死”,造成该设备损伤以及丝束浪费；③清理缠紧的丝束易划伤开松辊表面，增加了劳动强度，同时还严重影响设备的作业率等问题，）小组通过网上查询和业内咨询，并没有找到可借鉴的滤条检测装置。为了解决由滤条检测失效带来的问题，小组确定此次QC活动的课题为：“KDF2成型机新型滤条检测装置的研制”

三、设定目标（一）目标值的设定定性目标：当发生跑条和丝束缠辊时，检测装置能够有效检测，并发出停机信号立即停机，新型滤条检测装置的安装做到不影响设备的运行和操作。定量目标：把检测失效次数控制在8次/月以内。制图：吕佳时间：2014（二）目标可行性分析根据问题分析中的数据统计表，小组针对4台KDF2成型机在2014年4-6月发生滤条检测失效次数制作了如下折线图。月份机台月份机台次数4月5月6月1号机2629252号机178173号机2623274号机222310制图：吕佳时间：2014从表中清晰反映出，二号机在5月份发生滤条检测失效的次数最少，为8次。所以，预期目标是合理的，通过小组的努力可以实现目标。

四、提出方案并确定最佳方案（一）提出方案结合课题目标设定要求，小组采用“头脑风暴法”围绕“研制新型滤条检测装置”这个课题，提出了三种方案：制图：徐国现时间：2014（二）选择方案为了确保方案选择的正确性，提高方案选择的效率，小组对三种方案进行了分析与比较。具体结果如下：制表：徐国现时间:2014制表：徐国现时间:2014制表：徐国现时间:2014采用加权平均的方法从成本、硬件设计、软件设计、稳定性四个方面对这四个方案综合评估：制表：徐国现时间:2014制表：徐国现时间：2014原始评价等级：A为5分，B为4分，C为3分，D为2分，E为1分。计算公式：综合得分QUOTE=QUOTE（QUOTE表示评估项目权重系数，QUOTE表示方案评估项原始得分）通过以上对三个方案的分析，其中方案二,基于单片机的控方式，其评分为4.45分，小组成员一致认为该方案为最佳方案。（三）最佳方案细化1．系统设计及软硬件选型C①S1为成型机鼓轮上的成品滤棒计数脉冲信号C①S1为成型机鼓轮上的成品滤棒计数脉冲信号;②S2为成型机的车速脉冲信号;③正常情况下,刀盘转一转切割出两只滤棒,因此,S1的频率F1与S2的频率F2的比值b应为2;④滤条异常检测装置通过测量b值来判断滤条是否异常;⑤根据设备特性，当车速大于1500rpm时判断为设备开始运转，此时滤条异常检测装置开始测量b值:ⅰ若b=0,判定为缠辊、跑条、缠刀盘异常，立即发出停机命令；ⅱ若0<b<2,判定为鼓轮有部分滤棒脱落，此时发出报警信号,操作人员有3分钟处理该故障,若3分中后故障未消除,发出停机命令；ⅲ若b>2，判定为检测装置异常，发出报警信号,需要维修检测装置；若b=2，判定为机器正常运转；⑥正常时显示出F1、F2以及b值，异常时，八段数码管显示ⅰ、ⅱ、ⅲ对应的异常编码E、H、F.系统图系统图制图：徐国现时间：2014（2）单片机选择制图：赵安时间:2014（3）信号选择（4）传感器安装位置选择（5）调机按钮选择（6）编程语言选择（7）算法设计，软件程序流程图2.综合优选方案通过以上整体方案和各项具体方案的比较分析，小组确定了研制基于单片机的KDF2滤条异常检测装置的详细方案如下：五、制定对策小组根据细化后的最优方案，制作了对策表制图：赵安时间:2014并绘制了方案流程图制表：徐国现时间:2014六、对策实施（一）设计电路图并焊接电路板制图：徐国现时间：2014-08-按原理图在万用板上焊接好KDF2主机和检测装置的接口模块并组装经用万用表测试各焊点的电阻均小于3Ω，目标完成。（二）编写程序在proteus仿真软件中仿真运行24小时以上无异常。（三）将硬件与软件整合将编写好的程序烧录到处理器中 开机后让装置运行48h，没有发生死机、无故终止、且功能正常。（四）安装调试安装完成后，车间对装置的各项功能（参数设置、显示和停机）进行了测试，测试通过后同意上机使用，经过观察一段时间，实现跑条异常检测正确率达100%，对策目标完成。控制系统安装完成实物图

七、效果确认（一）目标完成情况1、2014年9月，新型滤条检测装置在3号KDF2成型机上开始安装使用，安装后使用方便，效果显著。当发生跑条和丝束缠辊时，检测装置能够有效检测，发出停机信号并立即停机。小组于2014年9-11月统计了3号KDF2成型机发生跑条和丝束缠辊时由于检测失效而不能正常停机的次数，并与安装前做了对比，统情况计如下表所示：2014年3号KDF2成型机滤条检测失效次数统计表项目月份机台号跑条检测失效次数丝束缠辊时检测失效（抱死）次数检测失效次数平均检测失效次数活动前四月3号机1972626五月3号机1762323六月3号机1982727安装前平均每月检测失效次数（次）25.33活动后九月3号机1122十月3号机0111十一月3号机1011安装后平均每月检测失效次数（次）1.33制表：赵安时间：2014从表中清晰的反应出，安装了新型滤条检测装置以后，3号KDF2成型机9、10、11月份中，发生滤条检测失效的次数降低至1.33次/月，实现了对异常滤条的有效检测，达到了活动目标要求。制图：赵安时间：2014结论：完成小组的活动目标（二）直接经济效益研制该检测装置的成本明细如下表所示；“KDF2成型机新型滤条检测装置”研制成本明细表序号元件名称型号单价（元）数量合计（元）总计（元）124V/5V电源乐清明威D-50B421422512STC90C51(51单片机)开发板及其套件HC680014711473实验耗材电阻电容包光耦、万用板、等62162制表：徐国现时间：2014活动期内丝束和成型纸损耗减少情况：节约丝束效益表项目安装机台数（台）每月检测失效减少次数（次）平均每次浪费丝束（Kg）丝束单价（元/kg）使用时间(月)数量1241.9437.873节约丝束的效益1×24×1.94×37.87×3＝5289.68元制表制表：吕佳时间：2014节约成型纸效益表项目安装机台数（台）每月检测失效减少次数（次）平均每次浪费成型纸（米）成型纸单价（元/米）使用时间(月)数量12431.550.013元/米3节约成型纸的效益1×24×31.55×0.013×3＝29.53元制表制表：吕佳时间：2014本次QC活动产生的直接经济效益为；（5289.68+29.53）-251=5068.21（元）以上仅是对丝束和成型纸经济效益的估算，如还涉及到中线胶、热熔胶、设备损耗等各方面的成本计算，效益更显著，并且随着时间往后