硫銨包裝線的優(yōu)化和改造

羅詩盛

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

關(guān)鍵詞：包裝線;選型;維護(hù)率;安全性

引言：硫銨19000A新包裝線存在的設(shè)計問題和安裝缺陷，較大程度上影響了硫銨小包的正常運(yùn)行，嚴(yán)重時甚至造成堵料逼停前面生產(chǎn)工段。為解決硫銨19000包裝線現(xiàn)有問題，降低作業(yè)成本，改善作業(yè)流程，提升作業(yè)效率，使包裝更加流暢和標(biāo)準(zhǔn)化，并保障作業(yè)人員的安全性，己內(nèi)酰胺部引進(jìn)了江蘇南大紫金科技有限公司的機(jī)器人碼垛包裝系統(tǒng)。該系統(tǒng)為江蘇南大紫金為用戶量身定制的機(jī)電一體產(chǎn)品，將以前原始的人工包裝打造成了標(biāo)準(zhǔn)的流水線。

在新包裝線建成投用之后，由于現(xiàn)場實際狀況和設(shè)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(hù)人員技術(shù)等問題，造成了前期使用故障頻發(fā)。機(jī)械臂部分時常發(fā)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(hù)率居高不下;而且安全防護(hù)措施也存在較大問題，亟需優(yōu)化和改造。

一、19000A包裝線的原理及現(xiàn)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(jìn)行折邊封口，經(jīng)過縫包機(jī)光電自動檢測進(jìn)行縫包，切斷并輸送，包裝介質(zhì)、尺寸及重量：復(fù)合編制袋900x500mm 50kg/bag ;

（2）包裝袋倒袋提升：成品包裝袋站立狀態(tài)，經(jīng)過氣缸推倒包裝袋使其呈現(xiàn)平躺狀態(tài)，再經(jīng)過圓盤旋轉(zhuǎn)使包裝袋回整到輸送帶中間，然后包裝袋進(jìn)入提升皮帶，提升皮帶的兩邊安裝有調(diào)整擋板，將包裝袋調(diào)整到規(guī)定位置。提升皮帶將包裝袋提升到機(jī)械手碼垛機(jī)平臺，電機(jī)、減速機(jī)采用SEW品牌，輸送機(jī)軸承采用SKF品牌產(chǎn)品

（3）包裝袋整理：包裝合格的包裝袋經(jīng)輸送機(jī)送到整平機(jī)，利用整平機(jī)將包裝好包裝袋進(jìn)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?。赫砗玫陌b袋到達(dá)抓取輥道，機(jī)械手檢測到抓取輥道上有包裝袋后，機(jī)械手到達(dá)定位點(diǎn)轉(zhuǎn)向包裝袋處，機(jī)械手張開夾起包裝袋進(jìn)行轉(zhuǎn)向，按照設(shè)置好的編組進(jìn)行堆放、碼垛;

自動跺碼畫面：如圖2所示

將托盤庫控制系統(tǒng)在自動狀態(tài)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(guān)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(jī)上→托盤庫底部光電檢測到有托盤后鏈條輸送機(jī)啟動，將托盤輸送到鏈條出口處，如果碼垛輸送機(jī)上沒有托盤，則會協(xié)同碼垛輸送機(jī)將托盤輸送到碼垛輸送機(jī)上，并通過擋托盤氣缸準(zhǔn)確定位，機(jī)器人在自動狀態(tài)下收到托盤到位信號后，會自動將抓包輸送機(jī)上的包，將其碼放到碼垛輸送機(jī)上的托盤上。當(dāng)機(jī)器人碼完后，機(jī)器人發(fā)出碼垛完成信號，滿垛輸送機(jī)和碼垛輸送機(jī)啟動，將碼完的托盤輸送到滿垛輸送機(jī)上，隨后鏈條輸送機(jī)再將空托盤輸送到碼垛輸送機(jī)上，機(jī)器人再開始新的碼垛工作，滿垛輸送機(jī)上的托盤也應(yīng)及時叉走。托盤尺寸： 1400×1200×150mm，主體材質(zhì)SUS304，碼垛機(jī)器人除外;電磁閥要求固定牢靠，電磁閥采用SMC品牌;氣缸應(yīng)采用公制標(biāo)準(zhǔn)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(huán)開關(guān)與氣缸統(tǒng)一品牌，要求固定牢靠;品牌采用SMC品牌。

由于現(xiàn)有安裝情況和設(shè)計存在一定出入，且部分安裝位置無法滿足，粉塵工作環(huán)境對設(shè)備亦造成不同程度影響，維護(hù)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(xiàn)狀的分析

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

（二）機(jī)械臂發(fā)生撞擊有兩點(diǎn)原因：一為人員操作存在問題;二為機(jī)械臂缺少防撞擊保護(hù)程序;

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

（四）出跺輸送機(jī)停止延時設(shè)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(jī)，人員傷害;

（五）托盤庫卡頓有兩點(diǎn)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(dǎo)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(diǎn)原因：一為硫銨包裝袋存在兩種規(guī)格，機(jī)械臂爪子夾具開度無法時常調(diào)整滿足包裝袋大小;二為機(jī)械臂長時間未檢查松動，爪子夾具和框架發(fā)生松動和位移;

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

2.2 解決方案

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

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

程序上增加了V60.1防撞擊保護(hù)程序——第一次修改：碼垛輸送機(jī)和滿跺輸送機(jī)鏈條同時運(yùn)行2S以上;滿跺輸送機(jī)光電檢測有盤;機(jī)械臂才可運(yùn)行，托盤庫上電。此次修改后機(jī)械臂再未發(fā)生撞擊，但持續(xù)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(jìn)行復(fù)位，保證持續(xù)包裝進(jìn)行。

（3）光電開關(guān)安裝點(diǎn)全部重新選點(diǎn)并焊接安裝，避開了易落包點(diǎn);新的固定板由原來的2mm增加為3.5mm，提高其穩(wěn)定性，每周對光電固定螺絲進(jìn)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(jìn)行現(xiàn)場測試和調(diào)整，如表2所示：

以上數(shù)據(jù)均由現(xiàn)場包裝實驗調(diào)試并改進(jìn)，如圖3所示;

（五）滿跺輸送機(jī)部分增加防護(hù)欄，防止托盤故障撞出;光電開關(guān)安裝2組（一組常開接點(diǎn)，一組常閉接點(diǎn)），當(dāng)線路故障時，可保證邏輯上運(yùn)行安全;如圖4、圖5所示;

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

（七）控制柜內(nèi)24V DC電源適配器輸出端重新進(jìn)行規(guī)范接線，并分支接入帶保險的開關(guān)之中，出現(xiàn)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(yōu)化和改造后的特點(diǎn)

（1）光電開關(guān)統(tǒng)一性、安全性、穩(wěn)定性提高，抗震性能增強(qiáng);

（2）延遲調(diào)整后包裝線整體運(yùn)行更加緊湊高效;

（3）跺碼部分安全防護(hù)性能增強(qiáng)，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(jī)械撞擊、磨損和發(fā)生事故的情況;

（5）定期跟換和檢查保證了包裝線其持續(xù)性和穩(wěn)定性;

（6）控制柜電源整改保證了事故發(fā)生的迅速發(fā)現(xiàn)和解決;

（7）規(guī)范了包裝袋規(guī)格，使產(chǎn)品更加統(tǒng)一美觀。

三、結(jié)論

a.此次優(yōu)化和改造，極大程度上將轉(zhuǎn)型產(chǎn)品包裝智能化發(fā)展，節(jié)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(jìn)為50-60噸/小時;

c.此包裝線經(jīng)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。