全自動裝包、機器人碼垛技術在制糖生產應用試驗情況

潘志松，閉安青，潘文生，陳 生

（廣西洋浦南華糖業集團股份有限公司， 廣西 南寧 530022）

1 引言

目前，制糖企業在白砂糖產品包裝碼垛過程中，大部分還是全靠手工和體力勞作的裝包、堆疊碼垛的工作方式，存在諸多問題：一是對工人的勞動強度要求很高且用工量大，勞務費用高；二是現從事該工作的多為60、70后的勞動力層，隨著該批勞力的老化生產效率下降，已明顯不能適應工作的需要，而80、90后現當壯年的勞動力又不愿意從事如此繁重的體力勞動，造成了企業招工逐年困難；三是現企業雖然在成品包裝人員管理上采取了一些嚴厲的衛生控制措施，但仍然無法杜絕一些人為的因素造成對衛生指標的影響，人工裝包已不能適應國家、客戶對食糖衛生逐年嚴厲的指標要求。

自動包裝碼垛系統是集機械、電子、控制、計算機、傳感器等多學科先進技術于一體的重要自動化設備，其在制糖企業成功應用能夠對于改善勞動環境，減輕勞動強度，提高生產效率，降低生產成本，減少管理環節及難度等方面有著十分重要的意義，是提高制糖企業競爭力的有效手段。

為此，廣西南華糖業集團公司（廣西糖業工程院）在2014/2015年榨季引進了一套某公司設計生產的一套白糖自動裝包碼垛系統在南華集團某制糖企業，進行從裝包到縫包再到疊包等工作全機械自動操作的應用試驗。

2 自動包裝碼垛系統

自動包裝碼垛系統包括高速電子定量秤、裝袋機組、電子復檢秤，自動剔除機、批號打印機、碼垛單元幾個部分，下面就這些組成單元做簡單介紹說明。

2.1 高速電子定量秤

采用全新的稱重理論、新型稱重機械結構及控制儀表，大給料階段能夠快速穩定地給料，并且稱重單元在物料沖擊后可以迅速恢復穩定，從而在保證稱重精度的前提下達到高速稱重的目的。

2.2 裝袋機組

裝袋機組由供袋盤、分揀機構、空袋輸送機構、開袋套袋機構、夾袋器、擺臂移送機構和機架等組成。主要作用是糖袋的分揀，糖袋的供應，白砂糖裝袋及縫包。

2.3 電子復檢秤

利用固定在皮帶式輸送機構上的傳感器，可對白砂糖袋重量進行精確地復檢，測出所輸送料袋的重量。

2.4 自動剔除機

對接收到的電子復檢秤檢測重量信號進行判斷，不合格料袋被氣缸動作揀出。

2.5 批號打印機

大字符單行批號打印機，可打印數字、字母。打印出廠日期及批號。

2.6 碼垛系統

碼垛機器人有底座、機器人本體、機械抓手、電氣控制柜和示教器等部分組成。可以把糖包疊成3+2的方式，垛層高度6層，處理能力600～1200包/小時。

3 自動包裝碼垛系統的應用及效果

自動包裝碼垛系統選定在某生產規模為8000噸/日的生產線上進行應用試驗，系統的設計、配置等均為根據現場條件、生產要求等進行規劃、設計，設計能力為720包/小時。于2015年2月初開始進場安裝，春節前設備全部安裝完畢，2月26日開始投入調試運行。

系統投入運行調試前階段，出現了一些問題，運行并不順利，從進料、糖袋的輸送、包裝、縫包，到糖包的輸送、垛碼等各個環節都存在一些問題，但經過調試和分析整改后，至3月中旬已能正常運行，包裝速度可達8～9包/分鐘（約510包/小時），達到系統設計負荷的80%～90%，包裝速度沒能達到設計的滿負荷也有一些客觀因素的影響，一是由于系統是在榨季生產中安裝改造，為了在調試過程中不影響正常生產，只改造了原共八個包裝小糖斗中的一個小糖斗來輸送糖料，來料量有時略顯不足；二是由于生產后期受原料蔗影響生產波動大，生產負荷有部分時間偏低。至2014/2015年榨季結束，該套系統已完成累計裝包量約20萬包的應用試驗。

從2014/2015年榨季進行的自動包裝碼垛試驗效果看，系統經過調試運行正常后產品進料、糖袋的輸送、包裝、縫包，打碼到糖包的輸送、垛碼等各個環節基本實現了自動化，能明顯的降低工人勞動強度，提高生產效率，減少管理環節。對解決制糖企業緩解招工困難、減少用工成本、提高管理等等起到非常顯著的效果，是未來制糖企業包裝垛碼技術的發展趨勢。

根據應用試驗效果，自動包裝碼垛系統相對于人工裝包有以下的優缺點。

3.1 自動包裝碼垛系統優點

第一，提高生產效率及產能，降低工人勞動強度，節省生產費用，減少管理。自動包裝碼垛系統實現從進料、糖袋的輸送、包裝、縫包，打碼到糖包的輸送、垛碼的全自動操作。運行維護成本低，只要添加潤滑油脂及少量的電費，更換易損件抓手。

第二，可以有效減少食品安全的風險。它是全自動裝包、縫包及堆疊，可解決人工操作不規范、外包裝易受污染、衛生條件難以控制、異物進入裝包袋等食品安全風險問題。

第三，解決用人難及人工費用逐年攀升的難題。按規模8000噸/日的企業常規人工配置，裝包及縫疊每班需要21人，而自動包裝碼垛系統只需6人，即可省15人/班，一天就可省45人，不但可以有效解決招工難的問題，也減少了人工費用。

第四，提高客戶滿意度，保證生產的正常和提高公司形象。碼垛機器人糖包噴墨整齊、清析，糖包美觀、整潔，減少食品安全事故，可有效提高客戶滿意度。

3.2 自動包裝碼垛系統存在缺點

自動包裝碼垛系統科技含量大，自動化程度高，企業工人的技術力量有限，完全掌握維護技術，需對相關的人員進行培訓，存在前期的運行維護、維修風險。

4 自動包裝碼垛系統在制糖企業應用的展望

制糖企業白糖裝包碼垛工作的勞動力成本逐年增加，且愿意從事繁重地體力勞動的壯年勞力越來越少，而現有勞力的勞動效率也將逐年下降，全靠人工勞力已無法滿足企業的生產發展要求。通過應用試驗可以證明，白糖自動包裝碼垛系統完全可以應用到實際生產中，實現白糖包裝堆垛的全程自動化操作，提高企業包裝生產效率，提高企業的核心競爭力。因此，自動包裝碼垛系統在制糖企業包裝裝卸使用是未來生產的趨勢。