印刷企業模切機輸紙臺板整流化改造

楊正宇，劉飛林

（湖南福瑞印刷有限公司，湖南長沙 410100）

0 引言

目前企業“招工難”的現象越來越嚴重，人工成本越來越高，已成為制約企業發展的一個重要因素，如何緩解這一難題已引起越來越多企業的重視。如何由傳統的手工作業轉化為機器自動化作業是目前企業設備改造的重點和難點。

隨著現代科學技術的不斷進步和人工成本的提高，工廠智能化、自動化生產需求越來越迫切。特別是當前各行業都面臨著原材料價格上漲，利潤空間降低的壓力，煙包印刷企業也不例外。如何在“微利時代”生存，在激烈的市場競爭中求得一席之地，已是煙包印刷企業的頭等大事，以工藝優化、設備改造為開源節流的突破口，降低企業生產成本，提升企業的技術研發和設備實力，增強企業的市場競爭力。

1 經濟合理性

在印刷企業，實現自動化關鍵是改變以前的生產模式，實現生產流程化。所謂生產流程化，是一種改變按照各個流程（工序）單位進行生產的傳統思維，把生產流程看作是“河流”，以流水線方式來生產產品，即各工序只有一個工件在流動，使工序從原材料到成品的加工過程始終處于不停滯、不堆積、不超越的流動狀態，生產流程化可以消除各道工序內部、各道工序之間的物料的停滯，實現一個流生產。一個流生產的優點有：生產時間短，直接由原材料到成品，生產現場不會存有半成品，占用生產面積小，能迅速適應市場與計劃的變更安排生產，有利于保證產品品質、安全生產，不需要高性能、大型化設備，減少生產成本，確保財產安全。整流化生產可以降低人工成本和設備成本，實現企業利益最大化，是現代化企業的基本要求。

對于煙包印刷公司，生產工藝流程為：原材料→裁切機→印刷機→燙金機→模切機→檢品機→成品打包。印刷煙盒的膠印機為海德堡9+3 全自動印刷機，速度為15 000 印/h。膠印機自身帶有全自動物流系統，紙張在托板上導入物流系統，自動循環到不停機上紙，托板的不停機叉子與塑料托板特殊的形狀，配套完成上紙動作。上完紙后，空的托盤自動移動后面的收紙位置，自動收紙，完成收紙后在輸送軌道上運輸到下工序。

印后加工設備為長榮MK21060 型模切機，模切加工出煙盒的外形尺寸。按照傳統的生產方式，膠印機印刷出半成品后，通過人工使用液壓叉車將膠印半成品轉運到模切機輸紙平臺進行模切成型加工。人工轉運半成品有3 個缺陷：①在搬動印品時，會出現印品的質量風險，如印品刮壞、印品規線不齊、印品變形等；②每車印品都需要從膠印機出料的大托板搬運到模切機進料的小托板，耗時費力，加大了設備操作人員的勞動量和勞動強度；③半成品在搬運過程中容易放反，導致模切工序倒模的嚴重質量缺陷。

2 提出問題

整流化生產將以前相對獨立的膠印和模切工序結合起來，形成連續的生產流。用自動物流系統取代人工轉運紙堆，即膠印機印刷出的半成品通過自動物流系統直接輸送到模切機的輸紙平臺進行模切加工，在整流化設備改造過程中遇到了一個棘手的問題，就是膠印機生產出來的半成品到達模切機的輸紙部分時，由于膠印機自動物流系統輸送過來的托板一寬度為1050 mm，而模切機輸紙平臺左右輸紙鏈條的間距1005 mm，導致從膠印機下來的托板推入模切機輸紙臺板時，托板會碰到輸紙臺板鏈條，紙垛無法順利輸送至模切機輸紙臺板進行模切加工。這就造成一個流生產的中斷，半成品在模切工序堆積，無法“流入”下一工序，造成一個流生產的斷流。托板一和模切機輸紙平臺如圖1、圖2 所示。

圖1 膠印機用托板

圖2 模切機輸紙臺板

3 分析問題

為使紙堆順利輸送到模切工序，讓受阻的生產流動起來，制定方案如下。

（1）方案1：模切機結構保持不變，對膠印機物流系統改造，在膠印機的物流系統中使用模切機使用的木托板，根據模切輸紙臺板的尺寸減小膠印機紙垛托板的長度，即在膠印機和模切工序中統一使用現在模切機用的托板尺寸，只要將膠印機的塑料托板尺寸（1050 mm×735 mm）換成模切機托板尺寸（815 mm×650 mm），就能滿足模切生產的需求。這樣，紙堆就能順暢地流入模切工序進行模切加工，模切機使用的托板如圖3所示。

圖3 模切機用托板

這個方案需要重新定制托板，還要對膠印機自動物流系統重新安裝，根據托板二的尺寸調節自動物流系統軌道的距離。查看印刷機物流系統的位置檢測電眼數量較多，而且位置大多固定，不可調節。如果對膠印物流系統改進改造，相當于對整個物流系統拆掉重新安裝，將耗費大量人力和物力，改造的時間成本長和經濟成本高，顯然不是最佳方案。

（2）方案2：膠印自動物流系統結構不變，改進模切機結構。對輸紙機構全面改造，考慮將長榮MK21060 型的進紙寬度改寬，從而滿足一個流生產需求。即加大輸紙鏈條的間距，使紙垛托板能夠輸送至輸紙臺板。仔細測量長榮模切機的輸紙臺板寬度為1135 mm，比膠印托板（1050 mm）長85 mm，完全可以放入托板，只是輸紙臺板的鏈條擋住了拖板，如果將鏈輪軸向移動，就可以實現加寬輸紙臺板鏈條間距的目的。但是這種方案需要改動的地方太多，要對前后兩對鏈輪軸改短，位置開關限位要改動，機罩開缺口，位置改動，而且需要廠家的技術支持，聯系廠家，改動經費需要一萬多元，且需停機約7 d，同樣需要耗費大量時間和經濟成本。

對上述兩個方案進行技術可行性和經濟合理性分析，在技術上，沒有對自動物流系統和模切機輸紙機構整體改造的經驗和成熟的技術支持。設備改造后不能保證系統能穩定運行。在經濟上，要對物流系統和模切機飛達部分整體改造也將耗費大量的人力和巨大的改造費用。因此，這兩種方案都不合適。如何尋求一種運行穩定，經濟合理的方案是目前迫切需要解決的問題。

4 解決問題

經過反復測量、分析、研究，決定自行加工配件對模切機輸紙臺板進行改造。從解決模切機的托板開始嘗試，再次查看膠印機的托板尺寸為1050 mm，而模切機輸紙臺板兩條鏈條間距為1005 mm，只需要將鏈條位置向兩邊移動45 mm，膠印機使用的托板就能直接輸送到模切機輸紙平臺，完成模切加工生產，升降臺板的后面兩根鏈條不需要改動。

經過測量膠印托板高度為175 mm，通過計算高度、分析受力點、模擬進紙提升動作、重力測量及行程開關動作的可靠性分析，設計一個92°角型鋼硬連接，在提升臺板上加裝左右各一個連接座子（圖4）。

圖4 92°角型鋼

連接座子與提升臺板緊固連接。連接座子與92°角型鋼為可調連接。92°角型鋼的另一邊加墊片，自定心連接，兩邊去除鏈條的長度為92°角型鋼的長度。改造完成后，模切機輸紙臺板如圖5 所示。

從圖5 可以看出，模切機輸紙平臺兩鏈條的間距由1005 mm 增加為1135 mm，比膠印機托板長度1050 mm 長了85 mm，經過改造后膠印機的托板可以順暢地輸送到模切機輸紙平臺，印刷半成品就可以直接通過物流系統轉運到模切機輸紙臺板進行模切加工。

圖5 模切機輸紙臺板（改造后）

5 結語

通過設備改造，解決了生產流在模切輸紙工序斷流的現象，為煙包印刷一個流生產奠定了設備基礎，一個流生產是按節拍一個一個流動的生產方法，是實現準時化生產的基礎。到目前為止，改造后的系統已經試運行半年，每班模切成品16垛，未出現過進紙故障，效果良好。改造完成的加工成本僅幾百元，安裝完成的時間只用了一個班的時間，這個改造方案在技術先進性和經濟合理性都是最優選擇。根據公司設備智能化總體安排，另外5 臺模切機也將按照本方案進行改造，為公司全面打造一個流生產線提供設備保障。