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树立800包的标杆(图)

ZB48型超高速包装机组国产化样机研制纪实
2013年07月05日 来源:烟草在线据《东方烟草报》 作者:董茹涛
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  机型名片

  上海烟机公司供稿

  机型名称:ZB48型硬盒硬条包装机组

  机型简介:ZB48型硬盒硬条包装机组是德国佛克公司FOCKE FC800硬盒硬条包装机组的国产型号,由上海烟机公司试制生产。该机组主要由YB48型硬盒包装机、YF64型盒包储存装置、YB518型盒外透明纸包装机、YB618型硬条及条外透明纸包装机、YF711型商标纸堆垛机和配套电柜组成

  研制单位:中烟机械集团公司、中烟机械技术中心、上海烟机公司

  样机试用单位:长沙卷烟厂、上海卷烟厂

  设计生产能力:800包/分

  运行情况:从2013年4月起,设备投入三班运行,平均每天运行近20个小时,每班生产卷烟550件,整体运行状况优于同型号进口机型

ZB48样机试制过程中,上海烟机公司研发人员与德方人员时刻保持沟通。上海烟机公司供稿

  烟草在线据《东方烟草报》报道  时间就像一把尺子,丈量着烟机人前行的步伐。

  2009年年底至2012年5月,上海烟草机械有限责任公司与中烟机械技术中心有限责任公司历时30个月,顺利完成了ZB48型超高速包装机组(以下简称ZB48)国产化样机的试制工作。ZB48在上海卷烟厂和长沙卷烟厂半年多的运行显示,其主要技术性能指标和产品质量指标均达到了设计要求。

  30个月,这个周期,较之上海烟机公司以往机型的研制缩短了近一半时间。对于上海烟机公司ZB48研制团队来说,这是坚定目标、众志成城、攻坚克难的30个月,是引进消化吸收再创新与自主创新相结合的30个月,也是奔向“超高速”新时代的30个月。

  念活“德国制造”的真经

  从上世纪80年代起,中国烟草总公司通过技贸结合的方式引进了多项国外先进烟机生产技术。上海烟机公司承担了部分专用技术的消化吸收任务,与意大利萨西伯、G.D等公司都进行过技术交流与合作。ZB25型、ZB45型、ZB47型三大包装机组,就是他们对G.D公司先进技术消化吸收的成果。

  2009年9月,中国烟草总公司与德国佛克公司签署了《FOCKE FC800超高速包装机组技术转让协议》。FOCKE FC800的国产化型号即为ZB48。佛克公司的技术资料采用的是DIN(德国标准化学会)标准,与我国的国标、G.D公司的标准有很大不同。如何念活这本“德国制造”的真经,成为摆在技术人员面前的首要问题。

  也许很多人认为图纸转化只是一个简单的翻译过程,其实不然。技术人员不仅要解读图纸本身,还要解读其背后的设计思想,同时要考虑国内的基础工业水平,难度可想而知。举例来说,一块板材的长度在图纸中只标注150mm,而德国工人在实践中长期坚持允差不超过0.05mm,类似约定俗成的规范并不会标注在图纸上。国内材料的质量参数即使与德方完全相同,在试验中仍可能达不到工艺要求,必须提高材料转化标准,寻找更高等级的材料。

  “这不是简单的转化,而是要完全啮合‘德国制造’齿轮,且便于指导生产。”上海烟机公司副总经理陈黎说。为此,他们与中烟机械技术中心组织技术骨干进行了深入细致的研究,制定了详细的技术转化标准。DIN标准中能够由国标、行业标准替代的,均以国标和行业标准替代使用;其他部分转为企业标准,与德国标准一一对应。

  德方提供的技术资料,既有上世纪80年代的手绘图纸,又有电子格式的二维、三维图纸。对于手绘图纸,技术人员重新绘制后再转化成电子格式。电子格式的二维、三维图纸,也因所用软件不同需要重新转换。与国内产业文化不同,德国工人装配机器时主要看备件图,而不是装配图。由于备件图无法体现装配关系,技术人员重新绘制了装配图,先做哪一步、后做哪一步,一目了然。经过上海烟机公司与中烟机械技术中心的不懈努力,近1.2万张图纸转化工作顺利完成。

  卡紧“质量卓越”的标尺

  工业企业对国产超高速设备有着迫切的需求,ZB48的研制需要与时间赛跑。

  为加快试制进度,上海烟机公司将每一批的图纸转化、工艺设计、零件加工以两个月为一个节点“接力展开”,同步推进。2011年12月,单机装配完成;去年4月,完成联机实物调试,达到出厂状态;同年5月,样机下线。样机下线当天,佛克公司首席执行官约根·佛克在听取验收报告后,给出了“样机质量卓越,可与在德国制造的产品相媲美”的评价。较之以往机型,ZB48的研制周期不仅缩短了近一半时间,而且做到了“快工出细活”。

  “新设备、新工艺的应用功不可没。”陈黎说,为确保零件试制效率和质量,他们对金切加工、材料选择、表面处理、热处理等方面的难点、关键点进行了梳理。针对急需突破的关键技术,上海烟机公司新增了大量国际先进的柔性化、智能化数控加工和检测设备,如高精度五轴五联动柔性制造单元、车铣复合加工中心、高压水切割机、液压辊式矫直机、三坐标测量仪等,并配备了相关制造软件。新设备、新工艺的广泛应用,大大提升了零件加工精度。

  以导烟板为例,该零件精度高、易变形、难装夹,最薄处仅有0.6mm,吹口气都能使之抖动。项目组采用“可调角度真空吸盘”进行装夹,同时针对该零件壁薄、易变形的结构特点,采用了高速切削技术,并通过专用软件设计出一套最佳切削路径,有效减少了加工变形。“这不是个例。分体组合式箱体、折角器和推烟板等零件的成功试制,都是新设备、新工艺综合运用的成果。”陈黎说。

  与G.D公司相比,佛克公司的包装机组更加模块化,对装配技能的要求更高。ZB48首次使用了大量分体组合式共轭凸轮结构,虽然拆装方便、易于更换,但如何确保装配复位后的凸轮轮廓精度是个难点。技术人员、检验人员、装配人员经过反复研究,制定了螺栓紧固标准来保证凸轮和轴的配合精度,并用涂色检查来保证其装配精度。整个装配环节,他们按照高精度的装配要求,先后解决了数十个装配、检测方面的难题。

  吹响“自主创新”的号角

  超高速卷接包机组研制重大专项分为两个阶段:第一个阶段是对引进技术进行消化吸收、转化设计和样机制造,实现对超高速卷接包技术的掌握;第二个阶段是在前一阶段的基础上,研制出具有自主知识产权、能够满足行业“中式卷烟”发展要求的国产超高速设备。

  事实上,在研制ZB48的过程中,上海烟机公司和中烟机械技术中心已经吹响了“自主创新”的号角。一些涉及第三方专利的技术,佛克公司是无法提供的,他们联合科研院所、专业公司进行了技术攻关。“以零件表面喷砂处理为例,为达到处理的物理性能和表面质量,我们做了很多试验,喷砂密度从80目一直试验到180目,最终确定了一个指标。”上海烟机公司技术开发部经理汤剑青告诉记者,整个样机共采用了8种新的表面处理技术,他们完成了7种表面处理的国产化攻关,质量赢得了德方技术专家的认可。

  2011年6月,上海烟机公司电气项目组接到了研制电控装置的任务,但佛克公司并未提供模拟电力拖动自动控制系统,只提供了一张原理图。项目组弄清装置要实现的效能后,画图设计、采购、制造……20天后,一个带有部套控制系统、5个电机的电控装置就完成了。有趣的是,德方工程师验收后问道:“我们公司那个旧了,你们做的这个能卖给我们吗?”

  去年5月,样机出厂验收后进入烟厂,进行生产性验证。这一阶段,上海烟机公司更多面临的是烟厂的个性化要求,二次开发成为他们工作的重点。“就二次开发来说,佛克公司的产品在结构上做大的改动很有难度。但用户的需求就是我们的需求,我们与技术中心携手开展了许多再创新工作。比如,通过吸盘组件和废料槽组件设计改进和参数调整,满足了设备超标商标纸垛的应用要求;通过结构及功能的设计改进,实现了条盒由单向到双向输出的自由切换等。”汤剑青说。

  样机交验后,烟厂半年多的使用证明,ZB48性能稳定,产量、质量、损耗等各项技术指标均达到或超过技术转让协议的要求。特别是经过改进设计后,操作更为便捷、原辅材料的适应性更强,充分满足了卷烟工业企业的工艺和使用要求。

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