新型裝封箱車間柔性生產解決方案

唐 明，張 紅，黃慧鴻，謝 偉，王 超

（紅云紅河煙草（集團）有限責任公司紅河卷煙廠物流部，云南彌勒 652300）

0 引言

我國煙草行業條煙裝箱工藝模式通常采用的是集中裝箱，一臺封箱機組對應多臺包裝機組，這就造成多臺包裝機組的條煙混裝在同一件成品煙箱內，當需要對包裝機組質量進行追溯時，只能根據生產時間段推測可能存在質量隱患的裝封箱機組件煙，然后將成品庫內件煙對應的實托盤出庫，查找裝封箱機組件煙后開箱檢查。由于一臺裝封箱機組對應多臺包裝機組，開箱檢查時不僅效率低、工作量成倍增加，而且存在對其他包裝機組件煙造成二次損壞的質量隱患。此外，包裝機組與裝封箱機組的對接關系為硬連接方式，對應一臺裝封箱機組的多臺包裝機組必須同時生產同一品牌，無法適應當前小規格、訂單化的靈活生產模式。隨煙草行業的發展，卷煙品牌的層次和結構及卷煙規格呈豐富、多元化發展，為了能夠快速適應小規格、訂單化生產，各卷煙廠也在不斷探尋與開發先進的柔性制造技術，在此背景下，紅河卷煙廠新型柔性裝封箱系統應運而生。該系統設計從設備、工藝、布局、控制等多方面入手，實現了設備柔性、工藝柔性、生產能力柔性、維護柔性等柔性系統特征，確保裝封箱系統能夠實現品類多、批量小、靈活性強的柔性生產需求。

1 封箱系統設備配置

新型柔性裝封箱系統的生產能力主要取決于卷包設備的生產能力，柔性裝箱系統中設備數量需根據卷接包設備的遠期規劃進行配置。根據紅河卷煙廠易地技術改造卷接包裝備規劃，為了能夠充分滿足卷包的生產能力，封箱系統配置有32 臺堆垛機和8 臺封箱機，其中5 臺封箱機為硬包機組，3 臺為軟包機組；其中7 臺封箱機為雙品牌機組，即可同時進行兩種品牌卷煙的封裝，1 臺為單品牌封箱機，近期滿足同時15 個品牌卷煙的裝封箱生產；遠期預留1 臺雙品牌裝封箱機的位置，如把其中單品牌裝封箱機更換雙品牌裝封箱機，遠期可滿足同時18 個品牌卷煙的裝封箱生產。

2 封箱系統柔性設計

2.1 柔性設備

新型封箱系統進行封箱的件煙規格主要有硬包與軟包兩種尺寸規格，同一規格的煙條又有多種品牌。堆垛機分為硬包堆垛機與軟包堆垛機，主要在于機械尺寸的區別，可以通過機械位置調整，快速實現軟包、硬包的切換；包裝機有高速、中速機之分，在設計上，對應高速包裝機的堆垛機在下滑道入口設置有撥煙伺服電機，加速煙條通過下滑道進入堆垛機，所有堆垛機均可進行中速與高速的切換，切換方便快捷，不會影響到設備其他工況，有較強的柔性生產能力。

新型封箱系統封箱機中，有6 臺為雙品牌單規格封箱機，1 臺為雙品牌雙規格封箱機。雙品牌封箱機可同時生產兩種品牌，同一臺封箱機只需一次將多個品牌錄入，換牌生產時只需在操作界面上設置即可實現快速調牌生產。雙規格機臺可單一規格生產，也可以軟、硬包規格同時生產，切換快速便捷。封箱系統設備具有較強的產品適應性，產品品牌規格變化時，軟、硬件的調整設置時間短，實現簡單，體現了新型裝封箱系統較強的設備柔性。

圖1 新型柔性裝封箱系統設備布置

2.2 柔性布局

新型柔性裝封箱系統由堆垛機、輸送機、往復升降機、封箱機、自動上箱機器人、智能相機識別裝置、應急緩存裝置等組成。每一臺堆垛機對應一組包裝機，每一臺包裝機煙條單獨堆疊成垛，每四臺堆垛機為一個基本單元，共用一條輸送支線，與一組往復升降機、裝封箱機、應急緩存裝置、上箱機器人等共同組成一組封箱單元。

在設備布局上分為硬包區和軟包區，硬包區5 臺硬包封箱機彼此相鄰，軟包區2 臺軟包封箱機相鄰，雙規格的封箱機布置在硬包區與軟包區之間。堆垛機與封箱機不同層，堆垛機將煙條堆垛后裝入周轉箱模盒，模盒通過輸送線、升降機到達封箱機入口，異層布置實現煙箱自動通過AGV 小車配送到位，同時確保應急緩存裝置擁有充足的物理空間。輸送線為雙層輸送線，上層將裝滿垛煙的實盤模盒輸送至封箱機，垛煙封箱后空模盒退出，經過下層輸送線返回到堆垛機入口，空模盒、實模盒路徑往復循環、互不干涉。此外，柔性的布局也使得系統能夠根據實際生產需要方便地進行組建和擴展，具有較好的擴展柔性。

2.3 柔性工藝

新型柔性裝封箱系統工藝采用單一包裝機組條煙單獨堆垛、煙垛周轉箱輸送至裝封箱機的工藝模式，包裝機與封箱機將不再是傳統的剛性對應關系。運用先進的物流技術，理論上，每一垛裝滿煙條的周轉箱可以通過輸送主線進入任意一臺封箱機進行裝封箱，在實際生產中，當一組封箱機需要進行較長時間維護檢修等工作，該封箱機原生產的品牌即可快速切換至生產同品牌的其他封箱機。如圖2 所示，不同單元的堆垛機對煙條進行堆垛后，均輸送至同一封箱機組進行封箱工作，只需在操作屏上進行設置即可快速實現堆垛機與封箱機的對應關系，不僅工藝流程上靈活多變，而且操作簡便、生產工藝柔性極強；如果停機時間較短，垛煙周轉箱可自動存入應急緩存裝置，此外，緩存裝置設置有人工封箱通道，便于特殊情況下進行手動裝封箱，充分體現了系統運行的柔性。

圖2 新型柔性裝封箱系統柔性工藝流程

3 結束語

新型柔性裝封箱系統設計立足生產實際，從設備、工藝、布局、控制等多方面進行考量，打造了一個具有較強設備柔性、工藝柔性、生產能力柔性、維護柔性、擴展柔性等多柔性特征的全新新型裝封箱系統，確保裝封箱系統能夠實現品類多、批量小、靈活性強的柔性生產需求，提供了完整科學的柔性裝封箱解決方案。