成品小袋产品实现自动码垛

李立荣

(唐山三友化工股份有限公司,河北 唐山 063305)

成品小袋产品实现自动码垛

李立荣

(唐山三友化工股份有限公司,河北 唐山 063305)

为降低码垛费用,增加有效库容,成品小袋产品采用机器人码垛机码垛,并实现了两条包装生产线并线码垛,使码垛机的能力得到充分利用,码垛机满负荷工作,为国内同行业首创。

码垛;机器人;并线码垛

我公司生产的小袋成品碱一直采取人工码垛的方式进行码放,随着产量的逐年提高,其弊端尤显突出。主要是:①码垛费用高。②库容利用率低。人工码垛的高度为10层,最高为15层,空间利用率低;而机器人码垛机的码垛高度可达20层。③人工码垛制约生产。采用人工码垛受制于人员短缺及人员构成等因素,不仅影响包装速度,而且极易造成堵袋、掉袋,产品及原材料浪费问题不容忽视。考察各新建及扩建单位的自动码垛机使用情况,自动码垛系统的选用势在必行。

1 设备选型

1)目前常用的码垛机有传统码垛机、机器人码垛机和全自动码垛机,我们需要进行综合分析来解决选型问题。首先,传统码垛机和全自动码垛机(包括中、低位码垛机)的安装需要足够的空间,而轻灰站台由于受库容及各支撑梁的限制,安装传统码垛机和全自动码垛机位置相对紧张;而机器人码垛机一般位于生产线的后段,占地面积较小,场地使用效率高。其次,如果对码垛货盘的装载形式或者码垛对象进行调整,传统码垛设备需要改变货盘模板,这将是一个较大的机械变更,需要有软件的支持,并且费用也较高。而机器人码垛机具备很强的操作灵活性,只要通过程序的变更,通过操作界面来完成,无需硬件和设备上的改造与设置。再者,根据基座形式不同,机器人码垛机又分为固定基座型和台架型。台架机器人一般悬挂在台架或者是大支架顶部的横梁上,占地要比固定基座型大。

2)综合以上因素,我们选用了哈尔滨博实自动化设备有限公司的固定基座型机器人码垛机。机器人为ABB公司产品,可根据设定的工艺流程来自动完成包装袋的整形、码垛、上空托盘和垛盘输送操作,码好的垛盘由叉车叉运到指定的货位。码垛机系统有急停、停止、自动运行和手动运行四种状态,可根据生产情况进行选择。码垛高度可调,码垛速度可调。

2 现场实施及方案改进

1)机器人码垛机的能力为600～1000次/h,可以单手抓作业,也可双手抓作业,而每台包装机的包装能力为600袋/h,如使用高频率码垛机匹配1台包装机的码垛,则码垛机基本上是在半负荷状态下运行。为充分发挥机器人码垛机的能力,而又使设备磨损降至最低,我们选用的是双手抓码垛能力为600次/h的码垛机,其能力为1200袋/h。我们计划将两台包装机的输送系统并线,实施并线码垛,经过反复论证,码垛机安装在一条主线上的站台皮带末端,并线位置设定在两条输出皮带之间。

2)我们现场对轻灰小袋6条生产线进行了反复甄选,发现轻灰小袋5#线和轻灰小袋6#线较容易实施。轻灰小袋5#线和轻灰小袋6#线同为主力包装机,两台包装机安装在同一水平高度,设备间距为6m,且两条输出皮带之间没有障碍物。

图1 并线过渡皮带安装位置简图

具体实施方案为:自动码垛机安装在轻灰小袋5#线第3条站台皮带的末端,同时在轻灰小袋5#输出皮带和轻灰小袋6#输出皮带间安装1条过渡皮带,在过渡皮带和轻灰小袋5#输出皮带上各安装光电开关,由PLC可编程序控制,在保证轻灰小袋5#包装机包装袋正常输送的前提下,将轻灰小袋6#包装机的包装袋并入轻灰小袋5#线,并保证不和5#线的包装袋发生冲突,然后统一由自动码垛机完成码垛工作。

3)轻灰两条包装线的并线实施,使码垛机的能力得到充分利用,满负荷地工作,为国内同行业首创。

3 效益计算

3.1 直接经济效益

1)码垛费用:两机并线码垛(轻灰小袋5#、6#包装机并线)。按年码小袋碱量(按1000袋/h计算)30.24万t,人工码垛费4.75元/t计算。年减少码垛费用支出:30.24×4.75=143.64万元

每年支出费用:增设码垛机监护人员,叉车司机、叉车年油耗及日常维护费用支出、设备年折旧费及设备维护检修费等共计59万元/年。

则年效益为:143.64-59=84.64万元

2)减少皮带输送机磨损,设备维护、检修费用及用电费用相应减少,年节约费用共计12.3万元。

3)直接经济效益总计为:

84.64+12.3=96.94万元/年

3.2 间接效益

由于码放高度增加,垛型规范,有效库容相应增加;装车时,可以由叉车直接叉运到装车点,省去了人工倒运的工作量。由于不存在人为因素对生产的影响,破袋率相应降低,包装袋和产品损失降低。

4 尚需解决的问题

虽然实现了并线码垛功能,但由于受两包装机包装速度的制约,在站台皮带进入码垛机溜槽处或码垛机辊子输送机处偶有堵袋现象,会造成码垛机骤停及袋子破损等问题,我们还将针对这些问题提出改进措施,最大限度地发挥码垛机的作用。

[1] 梁庚煌.运输机械手册[M].北京:化学工业出版社, 1983

[2] 《运输机械设计选用手册》编辑委员会.运输机械设计选用手册(上册)[M].北京:化学工业出版社,1999

TQ055.9;TP242.3

B

1005-8370(2011)04-37-02

2011-05-05

李立荣(1973—),专科学历,唐山三友化工股份公司成品车间设备工程师。