潘志松,闭安青,潘文生,陈 生
(广西洋浦南华糖业集团股份有限公司, 广西 南宁 530022)
目前,制糖企业在白砂糖产品包装码垛过程中,大部分还是全靠手工和体力劳作的装包、堆叠码垛的工作方式,存在诸多问题:一是对工人的劳动强度要求很高且用工量大,劳务费用高;二是现从事该工作的多为60、70后的劳动力层,随着该批劳力的老化生产效率下降,已明显不能适应工作的需要,而80、90后现当壮年的劳动力又不愿意从事如此繁重的体力劳动,造成了企业招工逐年困难;三是现企业虽然在成品包装人员管理上采取了一些严厉的卫生控制措施,但仍然无法杜绝一些人为的因素造成对卫生指标的影响,人工装包已不能适应国家、客户对食糖卫生逐年严厉的指标要求。
自动包装码垛系统是集机械、电子、控制、计算机、传感器等多学科先进技术于一体的重要自动化设备,其在制糖企业成功应用能够对于改善劳动环境,减轻劳动强度,提高生产效率,降低生产成本,减少管理环节及难度等方面有着十分重要的意义,是提高制糖企业竞争力的有效手段。
为此,广西南华糖业集团公司(广西糖业工程院)在2014/2015年榨季引进了一套某公司设计生产的一套白糖自动装包码垛系统在南华集团某制糖企业,进行从装包到缝包再到叠包等工作全机械自动操作的应用试验。
自动包装码垛系统包括高速电子定量秤、装袋机组、电子复检秤,自动剔除机、批号打印机、码垛单元几个部分,下面就这些组成单元做简单介绍说明。
采用全新的称重理论、新型称重机械结构及控制仪表,大给料阶段能够快速稳定地给料,并且称重单元在物料冲击后可以迅速恢复稳定,从而在保证称重精度的前提下达到高速称重的目的。
装袋机组由供袋盘、分拣机构、空袋输送机构、开袋套袋机构、夹袋器、摆臂移送机构和机架等组成。主要作用是糖袋的分拣,糖袋的供应,白砂糖装袋及缝包。
利用固定在皮带式输送机构上的传感器,可对白砂糖袋重量进行精确地复检,测出所输送料袋的重量。
对接收到的电子复检秤检测重量信号进行判断,不合格料袋被气缸动作拣出。
大字符单行批号打印机,可打印数字、字母。打印出厂日期及批号。
码垛机器人有底座、机器人本体、机械抓手、电气控制柜和示教器等部分组成。可以把糖包叠成3+2的方式,垛层高度6层,处理能力600~1200包/小时。
自动包装码垛系统选定在某生产规模为8000吨/日的生产线上进行应用试验,系统的设计、配置等均为根据现场条件、生产要求等进行规划、设计,设计能力为720包/小时。于2015年2月初开始进场安装,春节前设备全部安装完毕,2月26日开始投入调试运行。
系统投入运行调试前阶段,出现了一些问题,运行并不顺利,从进料、糖袋的输送、包装、缝包,到糖包的输送、垛码等各个环节都存在一些问题,但经过调试和分析整改后,至3月中旬已能正常运行,包装速度可达8~9包/分钟(约510包/小时),达到系统设计负荷的80%~90%,包装速度没能达到设计的满负荷也有一些客观因素的影响,一是由于系统是在榨季生产中安装改造,为了在调试过程中不影响正常生产,只改造了原共八个包装小糖斗中的一个小糖斗来输送糖料,来料量有时略显不足;二是由于生产后期受原料蔗影响生产波动大,生产负荷有部分时间偏低。至2014/2015年榨季结束,该套系统已完成累计装包量约20万包的应用试验。
从2014/2015年榨季进行的自动包装码垛试验效果看,系统经过调试运行正常后产品进料、糖袋的输送、包装、缝包,打码到糖包的输送、垛码等各个环节基本实现了自动化,能明显的降低工人劳动强度,提高生产效率,减少管理环节。对解决制糖企业缓解招工困难、减少用工成本、提高管理等等起到非常显著的效果,是未来制糖企业包装垛码技术的发展趋势。
根据应用试验效果,自动包装码垛系统相对于人工装包有以下的优缺点。
第一,提高生产效率及产能,降低工人劳动强度,节省生产费用,减少管理。自动包装码垛系统实现从进料、糖袋的输送、包装、缝包,打码到糖包的输送、垛码的全自动操作。运行维护成本低,只要添加润滑油脂及少量的电费,更换易损件抓手。
第二,可以有效减少食品安全的风险。它是全自动装包、缝包及堆叠,可解决人工操作不规范、外包装易受污染、卫生条件难以控制、异物进入装包袋等食品安全风险问题。
第三,解决用人难及人工费用逐年攀升的难题。按规模8000吨/日的企业常规人工配置,装包及缝叠每班需要21人,而自动包装码垛系统只需6人,即可省15人/班,一天就可省45人,不但可以有效解决招工难的问题,也减少了人工费用。
第四,提高客户满意度,保证生产的正常和提高公司形象。码垛机器人糖包喷墨整齐、清析,糖包美观、整洁,减少食品安全事故,可有效提高客户满意度。
自动包装码垛系统科技含量大,自动化程度高,企业工人的技术力量有限,完全掌握维护技术,需对相关的人员进行培训,存在前期的运行维护、维修风险。
制糖企业白糖装包码垛工作的劳动力成本逐年增加,且愿意从事繁重地体力劳动的壮年劳力越来越少,而现有劳力的劳动效率也将逐年下降,全靠人工劳力已无法满足企业的生产发展要求。通过应用试验可以证明,白糖自动包装码垛系统完全可以应用到实际生产中,实现白糖包装堆垛的全程自动化操作,提高企业包装生产效率,提高企业的核心竞争力。因此,自动包装码垛系统在制糖企业包装装卸使用是未来生产的趋势。