硫銨包裝線的優化和改造

羅詩盛

摘要：針對硫銨19000A新包裝線的設計問題和安裝缺陷，分析了包裝線的設計和選型、操作及安裝設計不合理的部分，通過對包裝線進行了優化和改造，使其在硫銨現有高負荷生產的情況下，保證了其正常運行并降低了維護率，又保證了操作人員的安全性。

關鍵詞：包裝線;選型;維護率;安全性

引言：硫銨19000A新包裝線存在的設計問題和安裝缺陷，較大程度上影響了硫銨小包的正常運行，嚴重時甚至造成堵料逼停前面生產工段。為解決硫銨19000包裝線現有問題，降低作業成本，改善作業流程，提升作業效率，使包裝更加流暢和標準化，并保障作業人員的安全性，己內酰胺部引進了江蘇南大紫金科技有限公司的機器人碼垛包裝系統。該系統為江蘇南大紫金為用戶量身定制的機電一體產品，將以前原始的人工包裝打造成了標準的流水線。

在新包裝線建成投用之后，由于現場實際狀況和設計存在部分差異，操作人員需求和選型有出入，以及操作維護人員技術等問題，造成了前期使用故障頻發。機械臂部分時常發生撞擊損壞斷裂爪齒;跺碼部分操作故障異常無法碼垛，維護率居高不下;而且安全防護措施也存在較大問題，亟需優化和改造。

一、19000A包裝線的原理及現狀

1.1 19000A包裝線原理

1.包裝線主要分為兩大工作畫面：輸送畫面和自動跺碼畫面

輸送畫面：如圖1所示

（1）縫包：成品散料包裝袋在物料灌裝入袋后進行折邊封口，經過縫包機光電自動檢測進行縫包，切斷并輸送，包裝介質、尺寸及重量：復合編制袋900x500mm 50kg/bag ;

（2）包裝袋倒袋提升：成品包裝袋站立狀態，經過氣缸推倒包裝袋使其呈現平躺狀態，再經過圓盤旋轉使包裝袋回整到輸送帶中間，然后包裝袋進入提升皮帶，提升皮帶的兩邊安裝有調整擋板，將包裝袋調整到規定位置。提升皮帶將包裝袋提升到機械手碼垛機平臺，電機、減速機采用SEW品牌，輸送機軸承采用SKF品牌產品

（3）包裝袋整理：包裝合格的包裝袋經輸送機送到整平機，利用整平機將包裝好包裝袋進行壓平操作，將物料壓實均勻充滿包裝袋，保持袋型平整;

（4）檢測抓取：整理好的包裝袋到達抓取輥道，機械手檢測到抓取輥道上有包裝袋后，機械手到達定位點轉向包裝袋處，機械手張開夾起包裝袋進行轉向，按照設置好的編組進行堆放、碼垛;

自動跺碼畫面：如圖2所示

將托盤庫控制系統在自動狀態時，打開托盤庫啟動旋鈕。頂升氣缸上升到上位將托盤庫中的所有托盤頂起→卡托盤氣缸打開→頂升氣缸下降到中位→卡托盤氣缸關閉→頂升氣下降到下位→將托盤庫中最底部的托盤擺放到鏈條輸送機上→托盤庫底部光電檢測到有托盤后鏈條輸送機啟動，將托盤輸送到鏈條出口處，如果碼垛輸送機上沒有托盤，則會協同碼垛輸送機將托盤輸送到碼垛輸送機上，并通過擋托盤氣缸準確定位，機器人在自動狀態下收到托盤到位信號后，會自動將抓包輸送機上的包，將其碼放到碼垛輸送機上的托盤上。當機器人碼完后，機器人發出碼垛完成信號，滿垛輸送機和碼垛輸送機啟動，將碼完的托盤輸送到滿垛輸送機上，隨后鏈條輸送機再將空托盤輸送到碼垛輸送機上，機器人再開始新的碼垛工作，滿垛輸送機上的托盤也應及時叉走。托盤尺寸： 1400×1200×150mm，主體材質SUS304，碼垛機器人除外;電磁閥要求固定牢靠，電磁閥采用SMC品牌;氣缸應采用公制標準氣缸方便維修;氣缸均帶防塵罩，減少粉塵對氣缸影響;氣缸磁環開關與氣缸統一品牌，要求固定牢靠;品牌采用SMC品牌。

由于現有安裝情況和設計存在一定出入，且部分安裝位置無法滿足，粉塵工作環境對設備亦造成不同程度影響，維護率居高不下，具體情況如表1所示

二、 分析及事故解決的方案

2.1現狀的分析

（一）縫包機刀片的磨損、鏈輪的磨損未定期檢查維護，出現問題才予以解決，延誤包裝時間;

（二）機械臂發生撞擊有兩點原因：一為人員操作存在問題;二為機械臂缺少防撞擊保護程序;

（三）光電開關問題為安裝點存在問題，安裝固定板厚度不足，緊固點選取不佳，且固定點未定期檢查;

（四）出跺輸送機停止延時設置存在問題，光電可能故障，一旦故障帶料包托盤將撞擊出輸送機，人員傷害;

（五）托盤庫卡頓有兩點原因：一為托盤老舊變形，卡塞輸送通道;二為堆積托盤過多導致開卡閥門變形。無法正常開卡;

（六）跺碼部分料包碼垛錯位有兩點原因：一為硫銨包裝袋存在兩種規格，機械臂爪子夾具開度無法時常調整滿足包裝袋大小;二為機械臂長時間未檢查松動，爪子夾具和框架發生松動和位移;

（七）系統24V DC供電不穩定是由于柜內電源DR-75-24明緯牌電源接線不規范，分電源未合理分接并配備保險，以便于檢查，查找問題點時間過長。

2.2 解決方案

（1）每周工藝和機電儀現場檢查，尤其是縫包機刀片和鏈輪狀況，每15天定期更換一次刀片和關鍵位鏈輪和鏈條;

（2）程序中增加I17.5——當緊急停車按鈕啟動：機械臂和托盤庫停止運行;安全門打開：機械臂停止運行，托盤庫扔運行操作碼垛部分;

程序上增加了V60.1防撞擊保護程序——第一次修改：碼垛輸送機和滿跺輸送機鏈條同時運行2S以上;滿跺輸送機光電檢測有盤;機械臂才可運行，托盤庫上電。此次修改后機械臂再未發生撞擊，但持續包裝性較差，必須重新包裝;第二次修改：滿跺光電條件消除，并增加托盤庫按鈕“模擬碼垛”進行復位，保證持續包裝進行。

（3）光電開關安裝點全部重新選點并焊接安裝，避開了易落包點;新的固定板由原來的2mm增加為3.5mm，提高其穩定性，每周對光電固定螺絲進行一次整體檢查緊固;光電傳感器重新選型為SICK廠家的GL6和GTE6兩種型號;

（4）托盤庫延時時間進行現場測試和調整，如表2所示：

以上數據均由現場包裝實驗調試并改進，如圖3所示;

（五）滿跺輸送機部分增加防護欄，防止托盤故障撞出;光電開關安裝2組（一組常開接點，一組常閉接點），當線路故障時，可保證邏輯上運行安全;如圖4、圖5所示;

（六）硫銨包裝袋整合為一種規格，包裝后重新調整跺碼坐標，規范并整形：每周儀表和鉗工檢查一次機械臂，防止夾具和爪子發生錯位和變形;

（七）控制柜內24V DC電源適配器輸出端重新進行規范接線，并分支接入帶保險的開關之中，出現問題第一時間即可快速查找原因，并且避免了一條線路短路等故障同時影響其他線路。

2.3 優化和改造后的特點

（1）光電開關統一性、安全性、穩定性提高，抗震性能增強;

（2）延遲調整后包裝線整體運行更加緊湊高效;

（3）跺碼部分安全防護性能增強，避免了意外和人員事故;

（4）防撞擊程序和緊急停車程序的增加，很好的改善了機械撞擊、磨損和發生事故的情況;

（5）定期跟換和檢查保證了包裝線其持續性和穩定性;

（6）控制柜電源整改保證了事故發生的迅速發現和解決;

（7）規范了包裝袋規格，使產品更加統一美觀。

三、結論

a.此次優化和改造，極大程度上將轉型產品包裝智能化發展，節省了非必要的人工開支

b.一定程度上提高了包裝線效率，由人工的30-40噸/小時改進為50-60噸/小時;

c.此包裝線經過改造后，安全性能極大地提高，給操作人員提供了可靠的保障。