全自動包裝生產線在大氮肥裝置中的應用

富雅美

(重慶建峰化工股份有限公司 重慶 408601)

近年來，國家大力推進以智能化為引領的創新驅動發展戰略，鼓勵企業以高質量發展為主題，以供給側結構性改革為主線，聚焦普及數字化裝備，推動智能應用發展等重點任務，開展自動化、信息化升級，重點向高效、柔性、智能化方向發展，促進智能技術向傳統產業各領域環節滲透，并從產業政策上給予扶持。隨著機器人技術的不斷更新，人與新型機器人之間的交互式控制、機器人感應系統以及機器人視覺系統的完善，將滿足用戶更高、更廣泛的市場需求，專用機器人的裝備數量將大幅上升，進而逐漸占領包裝領域。包裝線自動化是重慶建峰化工股份有限公司3年轉型發展重點工作之一，順應新一輪產業變革趨勢，將人力從繁重惡劣的工作中解放出來，極大地提高了勞動生產率，有助于解決日益增長的人工成本與效率成本問題，推動公司質量變革、效率變革和動力變革，提高智能化水平和核心競爭力，實現企業轉型升級發展。2019年年初，重慶建峰化工股份有限公司新增1臺MF2018NT全自動包裝生產線，該全自動包裝線的運行是否正常，將直接影響產品的包裝量。

1 全自動包裝生產線的構成特點

如圖1所示，MF2018NT全自動包裝生產線由MF2001NT定量包裝秤、MF2018SD機器人全自動上袋裝置、縫包輸送系統等裝置組成。MF2018SD機器人全自動上袋裝置主要包括置袋庫、整送機構、取袋機構、開袋機構、套袋機構、推包機構、夾袋器、真空控制系統、氣路控制系統、人機界面等組成。

圖1 MF2018NT全自動包裝生產線設備組成

該全自動包裝生產線構成特點：①感應元件多，任何一個錯誤操作都可能造成突發停機；②轉動元件多、磨損大，容易造成螺栓等連接件松動而影響構件走位；③動力氣管、密封氣管容易疲勞損壞而造成泄漏，影響包裝線的穩定運行。

2 常見故障

MF2018NT全自動包裝生產線在運行過程中出現的故障主要包括：①縫包機急停時，經常會出現托袋桿撞桿現象；②取袋機構吸不上編織袋，編織袋容易卡在托袋桿處或在開袋口處出現重疊；③整送機構送袋異常；④開袋機構取袋異常(取袋時機械手兩邊脫袋、機械手取袋時出現一邊取不到編織袋)；⑤縫包易堵包或折邊質量差；⑥夾袋器和推包機構異常；⑦在板帶機反轉時，變頻器頻繁出現跳閘和偷停現象；⑧料斗傾斜不下料。這些問題的出現，導致包裝人員不愿意使用全自動包裝生產線。

3 故障原因分析及處置措施

(1)托袋桿撞桿

原因分析：①急停時取袋吸頭在下，重新開啟設備時未及時將取袋吸頭抬起；②程序邏輯出現了問題。

處置措施：①當出現急停后，要求操作人員在開機前必須確認取袋吸頭位置，如取袋吸頭在下方，必須手動將其抬起；②要求設備制造企業對吸袋過程的程序進行修改，要求取袋吸頭在下方時，托桿不能運行，防止將托袋桿拉斷。程序修改后投入運行，未出現撞桿情況，托桿也無折斷現象。

(2)取袋機構吸不上編織袋

原因分析：①吸頭漏氣；②過濾器堵塞；③儀表負壓低；④提起過快。

處置措施：①當取袋機構吸不起編織袋時，先檢查3只吸頭是否漏氣(用手將3只吸頭堵住，若負壓在-70 kPa以上表明未漏氣，否則就可能存在漏氣問題)，如果吸頭漏氣，則更換吸頭；②如果吸頭未漏氣，檢查3只過濾器是否堵塞，如果過濾器堵塞，就拆下3只過濾器并用氣管將過濾器吹干凈；③如果過濾器沒有堵塞，就需檢查吸袋探頭與取袋探頭的連接線是否完好，同時手動控制取袋氣缸升降并調節啟動調節閥，使之緩慢平穩升起(以解決吸取時上下2條編織袋因氣密或靜電而粘連的現象)。

(3)整送機構送袋異常

原因分析：①托袋桿折斷；②整袋過寬；③袋長設置不合適；④送袋過快。

處置措施：①暫停包裝，先檢查每根托袋桿是否在卡槽中，是否有損壞現象；②將1條編織袋放在袋庫正中間，搖動袋寬調整搖把，調整2根整袋桿的間距直至將編織袋剛好夾住；③根據編織袋的實際長度，在控制面板上重新設定袋長；④如調整后出現編織袋送過頭現象，就需對整送伺服運行速度和編織袋在托袋桿上的速度進行調整，一般整送伺服運行速度在1 500 mm/s左右，編織袋在托袋桿上的速度在200 mm/s左右；⑤由于送袋速度快，停止后有一定的慣性而前沖，為此將前沿半擋板改為全擋板。

(4)開袋機構取袋異常

原因分析：①編織袋有折角；②過濾器堵塞；③吸頭漏氣；④套袋極限磁力檢測開關位置設置不合理；⑤脫不了袋或撒料。

處置措施：①檢查編織袋是否有折角，如有將其挑出或處理平整；②檢查過濾器并對其進行清理；③檢查開袋系統的4只吸頭是否有破損，有破損則進行更換；④手動操作機械手打開后，調整套袋極限磁力檢測開關的位置，使檢測有效；⑤當編織袋有氣密或靜電大時，調節上開袋氣動調節閥，使得上開袋氣缸動作變慢，避免因開袋過快而導致取袋失敗的現象。

(5)縫包易堵包、折邊質量差和上封口未縫合

原因分析：①推包與折邊機沒有對齊；②折邊縫隙太小；③折邊機與縫包機速度不匹配；④編織袋太軟；⑤縫包機與折邊機高度調整不當。

處置措施：①調整折邊機的方向并與抱袋中心對齊；②調整折邊內板與外折邊片的間隙在3～4 mm；③調整折邊機和縫包輸送帶變頻器頻率，使之與縫包機速度匹配；④折邊機同步帶表面太光滑，編織袋在過折邊機時容易打滑，為此可在同步帶表面摳上齒形，防止打滑；⑤由于編織袋質量差，袋子較軟，導致抱袋松開后，編織袋在過折邊機時上封口容易耷拉下來而卡在折邊機中，故在折邊機進口處加裝1根帶彎度的鋼筋，在上封口耷拉前將編織袋擋住；⑥針對上封口未縫合的現象，調整縫包機與折邊機之間的高度，即縫包機往上調5 mm，使之頂距在15～25 mm之間。

(6)夾袋器和推包機構異常

原因分析：①夾袋器夾不住編織袋而發生溜邊；②抱袋扶袋桿高度不合適；③推包和夾袋器不在同一中心。

處置措施：①先調整夾袋器氣缸行程與平袋橡膠板的距離，然后調整扶袋桿的高度使之與編織袋相匹配，要求夾袋橡膠板下層不能碰觸尿素，再調整推包伺服夾袋位與夾袋器對中；②由于編織袋規格經常需要更換，在頻繁調整扶袋桿高度后造成螺絲滑絲，故將螺絲固定改為插銷固定。

(7)板帶機反轉時，變頻器頻繁出現跳閘和偷停現象

原因分析：①板帶機電動機過載；②板鏈卡澀。

處置措施：導致板帶機電動機過載的原因是板帶機皮帶過長，反轉時皮帶卡在鏈輪中，故將板帶機皮帶去除1扣。改造后運行正常，未出現變頻器跳閘的情況。

(8)料斗傾斜不下料

原因分析：①料斗中有料；②氣缸漏氣，導致動作不到位；③磁力檢測開關位置偏移。

處置措施：①先對系統進行初始化操作，若初始化后仍無法正常運行，可能是料斗中有料存在，此時應采用手動操作，將料斗中的料卸除后再進入自動操作模式；②若料斗中的料卸除后仍無法正常運行，應檢查氣缸是否漏氣，若漏氣則更換氣缸；③再檢查磁力檢測開關位置是否出現偏移，即磁力開關的燈是否點亮，若未點亮應重新固定檢測開關位置(有效檢測位置應在中間偏下3 mm)，直至磁力開關的燈點亮為止。

4 改造效果

上述措施實施后，MF2018NT全自動包裝生產線故障率大幅降低，每條生產線的包裝能力從投運初期的1 000～2 000包/班大幅提高至4 000～5 000包/班，有效提高了包裝生產效率，減輕了操作人員的勞動強度，降低了人工成本。