成品小袋產品實現自動碼垛

李立榮

(唐山三友化工股份有限公司,河北 唐山 063305)

成品小袋產品實現自動碼垛

李立榮

(唐山三友化工股份有限公司,河北 唐山 063305)

為降低碼垛費用,增加有效庫容,成品小袋產品采用機器人碼垛機碼垛,并實現了兩條包裝生產線并線碼垛,使碼垛機的能力得到充分利用,碼垛機滿負荷工作,為國內同行業首創。

碼垛;機器人;并線碼垛

我公司生產的小袋成品堿一直采取人工碼垛的方式進行碼放,隨著產量的逐年提高,其弊端尤顯突出。主要是:①碼垛費用高。②庫容利用率低。人工碼垛的高度為10層,最高為15層,空間利用率低;而機器人碼垛機的碼垛高度可達20層。③人工碼垛制約生產。采用人工碼垛受制于人員短缺及人員構成等因素,不僅影響包裝速度,而且極易造成堵袋、掉袋,產品及原材料浪費問題不容忽視。考察各新建及擴建單位的自動碼垛機使用情況,自動碼垛系統的選用勢在必行。

1 設備選型

1)目前常用的碼垛機有傳統碼垛機、機器人碼垛機和全自動碼垛機,我們需要進行綜合分析來解決選型問題。首先,傳統碼垛機和全自動碼垛機(包括中、低位碼垛機)的安裝需要足夠的空間,而輕灰站臺由于受庫容及各支撐梁的限制,安裝傳統碼垛機和全自動碼垛機位置相對緊張;而機器人碼垛機一般位于生產線的后段,占地面積較小,場地使用效率高。其次,如果對碼垛貨盤的裝載形式或者碼垛對象進行調整,傳統碼垛設備需要改變貨盤模板,這將是一個較大的機械變更,需要有軟件的支持,并且費用也較高。而機器人碼垛機具備很強的操作靈活性,只要通過程序的變更,通過操作界面來完成,無需硬件和設備上的改造與設置。再者,根據基座形式不同,機器人碼垛機又分為固定基座型和臺架型。臺架機器人一般懸掛在臺架或者是大支架頂部的橫梁上,占地要比固定基座型大。

2)綜合以上因素,我們選用了哈爾濱博實自動化設備有限公司的固定基座型機器人碼垛機。機器人為ABB公司產品,可根據設定的工藝流程來自動完成包裝袋的整形、碼垛、上空托盤和垛盤輸送操作,碼好的垛盤由叉車叉運到指定的貨位。碼垛機系統有急停、停止、自動運行和手動運行四種狀態,可根據生產情況進行選擇。碼垛高度可調,碼垛速度可調。

2 現場實施及方案改進

1)機器人碼垛機的能力為600～1000次/h,可以單手抓作業,也可雙手抓作業,而每臺包裝機的包裝能力為600袋/h,如使用高頻率碼垛機匹配1臺包裝機的碼垛,則碼垛機基本上是在半負荷狀態下運行。為充分發揮機器人碼垛機的能力,而又使設備磨損降至最低,我們選用的是雙手抓碼垛能力為600次/h的碼垛機,其能力為1200袋/h。我們計劃將兩臺包裝機的輸送系統并線,實施并線碼垛,經過反復論證,碼垛機安裝在一條主線上的站臺皮帶末端,并線位置設定在兩條輸出皮帶之間。

2)我們現場對輕灰小袋6條生產線進行了反復甄選,發現輕灰小袋5#線和輕灰小袋6#線較容易實施。輕灰小袋5#線和輕灰小袋6#線同為主力包裝機,兩臺包裝機安裝在同一水平高度,設備間距為6m,且兩條輸出皮帶之間沒有障礙物。

圖1 并線過渡皮帶安裝位置簡圖

具體實施方案為:自動碼垛機安裝在輕灰小袋5#線第3條站臺皮帶的末端,同時在輕灰小袋5#輸出皮帶和輕灰小袋6#輸出皮帶間安裝1條過渡皮帶,在過渡皮帶和輕灰小袋5#輸出皮帶上各安裝光電開關,由PLC可編程序控制,在保證輕灰小袋5#包裝機包裝袋正常輸送的前提下,將輕灰小袋6#包裝機的包裝袋并入輕灰小袋5#線,并保證不和5#線的包裝袋發生沖突,然后統一由自動碼垛機完成碼垛工作。

3)輕灰兩條包裝線的并線實施,使碼垛機的能力得到充分利用,滿負荷地工作,為國內同行業首創。

3 效益計算

3.1 直接經濟效益

1)碼垛費用:兩機并線碼垛(輕灰小袋5#、6#包裝機并線)。按年碼小袋堿量(按1000袋/h計算)30.24萬t,人工碼垛費4.75元/t計算。年減少碼垛費用支出:30.24×4.75=143.64萬元

每年支出費用:增設碼垛機監護人員,叉車司機、叉車年油耗及日常維護費用支出、設備年折舊費及設備維護檢修費等共計59萬元/年。

則年效益為:143.64-59=84.64萬元

2)減少皮帶輸送機磨損,設備維護、檢修費用及用電費用相應減少,年節約費用共計12.3萬元。

3)直接經濟效益總計為:

84.64+12.3=96.94萬元/年

3.2 間接效益

由于碼放高度增加,垛型規范,有效庫容相應增加;裝車時,可以由叉車直接叉運到裝車點,省去了人工倒運的工作量。由于不存在人為因素對生產的影響,破袋率相應降低,包裝袋和產品損失降低。

4 尚需解決的問題

雖然實現了并線碼垛功能,但由于受兩包裝機包裝速度的制約,在站臺皮帶進入碼垛機溜槽處或碼垛機輥子輸送機處偶有堵袋現象,會造成碼垛機驟停及袋子破損等問題,我們還將針對這些問題提出改進措施,最大限度地發揮碼垛機的作用。

[1] 梁庚煌.運輸機械手冊[M].北京:化學工業出版社, 1983

[2] 《運輸機械設計選用手冊》編輯委員會.運輸機械設計選用手冊(上冊)[M].北京:化學工業出版社,1999

TQ055.9;TP242.3

B

1005-8370(2011)04-37-02

2011-05-05

李立榮(1973—),專科學歷,唐山三友化工股份公司成品車間設備工程師。