時間:2023-02-12 16:41:01
序論:寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇包裝設(shè)備范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創(chuàng)作。
關(guān)鍵詞:瑜伽墊;自動包裝;彎卷
1 國內(nèi)外現(xiàn)狀
目前的生產(chǎn)生活中,自動包裝機(jī)在食品、醫(yī)藥、化工等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。而在瑜伽墊生產(chǎn)行業(yè)中未出現(xiàn)有自動或半自動包裝機(jī)。目前中國市場上并沒有自動化的瑜伽墊包裝設(shè)備,此操作須工人手動完成。勞動強(qiáng)度大,人工數(shù)量多。而中國生產(chǎn)了全世界大部分的瑜伽墊,國外基本上從國內(nèi)進(jìn)口。由于瑜伽墊大部分是在中國生產(chǎn),相關(guān)自動包裝設(shè)備在國外應(yīng)用較少,故需要自主研發(fā)[1-3]。
由于瑜伽墊表面粗糙,對長期進(jìn)行瑜伽墊包裝的工人的手部有著或多或少的傷害。其工作強(qiáng)度高,考驗(yàn)工人體力。同時工作效率較低,限制產(chǎn)量及企業(yè)發(fā)展。在瑜伽墊包裝過程中,需將瑜伽墊卷曲裹成筒形,這種在包裝過程中的特殊性,加大了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度。目前研究較少,然而市場上瑜伽墊產(chǎn)量要求大。
2 結(jié)構(gòu)簡介
總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
輸入傳送帶在靠近彎卷系統(tǒng)一側(cè)上具有壓輥,具有兩個作用。一是壓平瑜伽墊,使其便于彎卷;二是防止起在彎卷的過程中擺動。運(yùn)行時,一個工位將瑜伽墊卷曲裹成筒形。另一個工位則將一張廣告紙環(huán)形粘貼在瑜伽墊上。兩個工位同時工作,既可以提高工作效率,又可以降低工人勞動強(qiáng)度,為企業(yè)產(chǎn)生更大的效益。
廣告紙輸入系統(tǒng)參考了普通打印機(jī)的紙張輸送系統(tǒng),使其可以正常進(jìn)紙。在紙張的運(yùn)輸過程中,使用2-4個加熱壓輥加熱紙張上的膠水,使用的膠水在常溫下并沒有粘性。加熱后將會有粘性,但粘性不大,剛剛好在環(huán)繞粘貼可黏住自身。
設(shè)備的核心――彎卷裝置如圖2所示。
彎卷裝置有兩套一樣的彎卷夾持和約束裝置機(jī)構(gòu)。
每套夾持機(jī)構(gòu)主要由一對手指氣缸,一具磁偶式滑臺氣缸、一組彎卷約束裝置等組成。主要目的是將瑜伽墊卷曲裹成筒形。其工作過程主要可分為夾持旋轉(zhuǎn)動作和脫離動作。
夾持動作運(yùn)動步驟如下:
(1)使用磁偶式滑臺氣缸將固連在一起的旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)和右端手指氣缸夾持組伸入彎卷約束裝置的內(nèi)部空間內(nèi)。
(2)同時夾緊左右兩側(cè)手指氣缸,使手指氣缸夾持組牢牢夾緊瑜伽墊一端。
(3)待瑜伽墊被夾緊后旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)開始工作,將瑜伽墊卷成筒形。
彎卷約束裝置由魚眼軸承、壓力彈簧、壓輥、壓輥放松裝置組成。工作時三個壓輥在彈簧的作用下將緊緊壓住瑜伽墊,防止其在彎卷的過程中出現(xiàn)甩動、無法卷緊等異常情況。進(jìn)入廣告紙粘貼工位后,壓輥將用于迫使廣告紙緊貼瑜伽墊,保證其正常環(huán)形粘貼。
工位切換裝置主要用途為:使設(shè)備定軸轉(zhuǎn)動,使兩個夾持旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可交替工作。轉(zhuǎn)動動力由步進(jìn)電機(jī)提供,通過雙輸出蝸輪蝸桿減速器增加力矩后輸出給兩根軸。
3 工作原理
(1)工人將瑜伽墊放在輸入傳送帶上,輸入傳送帶將瑜伽墊輸送至夾持旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)前。
(2)當(dāng)彎曲裝置前端傳感器探測到瑜伽墊時,工位1上手指氣缸夾持裝置開始工作。手指氣缸閉合,夾持桿緊緊夾住瑜伽墊一端;
(3)當(dāng)瑜伽墊被夾住后,工位1旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)開始工作,使瑜伽墊卷曲裹成筒形;
(4)待瑜伽墊完全卷曲裹成筒形后,工位旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)開始工作,使工位2切換至工位1的位置;
(5)待工位切換完畢,且彎曲裝置前端傳感器檢測到瑜伽墊到達(dá)時,工位2執(zhí)行以上(2)~(3)步,從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)動作;
(6)紙張輸送系統(tǒng)啟動,將一張廣告紙輸送至粘貼裝置,工位1旋轉(zhuǎn)電機(jī)開始工作,使紙張環(huán)形纏繞在瑜伽墊上,紙張末端含有膠水,將廣告紙粘牢在瑜伽墊卷的外表面上;
(7)工位1的彎卷約束裝置的壓輥放松裝置開始工作的同時夾持機(jī)構(gòu)的手指氣缸開始工作,放松夾緊力,將夾持桿從卷好的瑜伽墊中抽出,同時輸出傳送帶的過渡板在氣缸的帶動下向前運(yùn)動,接住掉下的瑜伽墊,然后過渡板向后復(fù)位;
(8)瑜伽墊自由落體掉至輸出傳送帶上并輸送到下一步工序。
4 結(jié)束語
該設(shè)備可將切割完成的瑜伽墊自動卷曲裹成筒形,自動粘貼廣告紙。彎卷包裝及粘貼廣告紙只需20秒,與熟練工人的包裝時間相似。但是可以減少工人手部的損傷。該設(shè)備將擁有較高的自動化能力,可適應(yīng)不同厚度的瑜伽墊。可以提高生產(chǎn)力,解放勞動力。
參考文獻(xiàn)
[1]陳文.包裝機(jī)械發(fā)展趨勢[J].上海包裝,2011(02):36-38.
關(guān)鍵詞:包裝設(shè)備;故障監(jiān)測;智能診斷
中圖分類號:TB
文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
doi:10.19311/ki.16723198.2016.30.096
1引言
隨著現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高,機(jī)器設(shè)備的大型化、連續(xù)化、高速化和自動化的發(fā)展趨勢已日益明顯,然而,由于機(jī)械零部件本身、設(shè)備所處運(yùn)行條件、操作管理及維護(hù)不足等不可避免因素的影響,機(jī)械設(shè)備各種類型故障會時常出現(xiàn)。這不僅會促使機(jī)械設(shè)備預(yù)定功能的消弱或喪失,給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失,而且更為嚴(yán)重者還將直接威脅到人身安全,釀成災(zāi)難性的事故。為了保障設(shè)備安全、正常運(yùn)行,人們急切需要一種新的維修機(jī)制解決上述問題。現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中,設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)在保障設(shè)備安全運(yùn)行,預(yù)防事故發(fā)生以及實(shí)現(xiàn)設(shè)備維修制度的變革等方面起到了關(guān)鍵性的指導(dǎo)作用,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。故障診斷是隨著生產(chǎn)過程的復(fù)雜化而產(chǎn)生的一種技術(shù),由于和現(xiàn)代傳感器技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合,已經(jīng)展現(xiàn)出了很強(qiáng)的生命力。
GD包裝設(shè)備為現(xiàn)階段卷煙企業(yè)的主力包裝設(shè)備,具有控制規(guī)模大、自動化程度高和柔性化強(qiáng)的特點(diǎn)。由于設(shè)備的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,價(jià)格越來越昂貴,因此各種故障而導(dǎo)致的停機(jī)都是不可忍受的負(fù)擔(dān)。為此,本文提出了一種能夠?qū)頍煱b設(shè)備進(jìn)行實(shí)時故障監(jiān)測和智能診斷的自動化控制系統(tǒng),以最大限度減少停機(jī)維修的時間,以及在故障發(fā)生之后能夠迅速做出反應(yīng)。本系統(tǒng)的研究共分為以下三個部分,首先是進(jìn)行傳感器的選點(diǎn)和安裝,以獲取包裝設(shè)備的相關(guān)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù);其次進(jìn)行故障監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì),通過對設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)的分析和監(jiān)視,及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障;最后建立智能診斷專家系統(tǒng),能夠根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)智能化地對設(shè)備故障進(jìn)行診斷,并提出有效的處理建議。
2傳感器選點(diǎn)與安裝
針對包裝設(shè)備故障檢測,可分別采用TA102-1a振溫傳感器和普通振動傳感器兩種類型。在具體布置設(shè)備振動傳感器的安裝時,按照三個原則進(jìn)行選點(diǎn):
(1)安裝位置應(yīng)盡量靠近軸承的承載區(qū),也就是反映轉(zhuǎn)子振動特征最敏感的部位和信息最集中的部位。
(2)安裝位置與被監(jiān)測的轉(zhuǎn)動部件最好只有一個界面,盡可能避免多層相隔,以減少振動信號在傳遞過程中因中間環(huán)節(jié)造成的能量衰減。
(3)安裝位置必須要有足夠的剛度。
測點(diǎn)1位于電動機(jī)左側(cè)底座上,采用TA102-1a振溫傳感器。該監(jiān)測點(diǎn)的選取主要是對整套設(shè)備的動力來源的穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)測。測點(diǎn)2位于初級傳動軸軸承座上,采用TA102-1a振溫傳感器。該監(jiān)測點(diǎn)的選取主要是對傳動機(jī)構(gòu)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。測點(diǎn)3位于二級傳動軸上的隔板上,采用TA102-1a振溫傳感器。該監(jiān)測點(diǎn)的選取主要是對傳動機(jī)構(gòu)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。除了動力裝置的故障監(jiān)測外,還包括對設(shè)備整w狀態(tài)的監(jiān)測,因此分別又加裝了四個普通傳感器,位于裝盒機(jī)玻璃罩下機(jī)箱頂左下角、右上角、裝盒機(jī)后側(cè)動力系統(tǒng)處、裝包機(jī)機(jī)箱頂角處等。
3故障監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
根據(jù)對傳感器獲取的振動和溫度等設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的結(jié)果,建立相應(yīng)的故障監(jiān)控系統(tǒng)。以測點(diǎn)1為例,通過對測點(diǎn)1的振動位移、振動速度、振動加速度、溫度進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)收集,通過統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)進(jìn)行分析,見圖1。
在圖1中,分別是對設(shè)備較為穩(wěn)定狀態(tài)下檢測到的振動和溫度數(shù)據(jù)的分析結(jié)果,其中,振動位移、振動速度、振動加速度分別采用均值-標(biāo)準(zhǔn)差(Xbar-S)控制圖進(jìn)行分析,振動速度在設(shè)備穩(wěn)定狀態(tài)下基本保持勻速,且與包裝機(jī)轉(zhuǎn)速呈正相關(guān)關(guān)系,當(dāng)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在65(r/s)左右時,振動速度也穩(wěn)定在1.30(mm/s)左右,均值,方差。
振動位移在設(shè)備穩(wěn)定狀態(tài)下基本保持較小變化,而在包裝機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時往往容易造成振動位移的短時間增大,當(dāng)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在6.5(r/s)左右時,振動位移也穩(wěn)定在8(um)左右,均值,方差。
振動加速度在設(shè)備穩(wěn)定狀態(tài)下基本保持在較低的水平,且變化的幅度也比較小,當(dāng)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在6.5(r/s)左右時,振動加速度基本穩(wěn)定在0.25(mm/s2)左右,均值,方差。
溫度目前呈往復(fù)式勻速上升狀態(tài),當(dāng)包裝機(jī)正常作業(yè)時,溫度勻速上升,達(dá)到一定高度后溫度上升開始變緩,甚至保持基本穩(wěn)定,而當(dāng)包裝機(jī)轉(zhuǎn)速下降時,溫度開始快速回落。測點(diǎn)1的溫度上升速度約為(℃/s)。
對于設(shè)備故障的診斷,大多數(shù)診斷標(biāo)準(zhǔn)(如ISO10816在非旋轉(zhuǎn)部件上測量和評價(jià)機(jī)器的機(jī)械振動、ISO10817轉(zhuǎn)軸振動測量系統(tǒng)、VDI2056軸承座振動標(biāo)準(zhǔn)等)都采用分區(qū)的方式,因此本項(xiàng)目在已有標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行情況及數(shù)據(jù)分析結(jié)果,分別對振動和溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了分區(qū)監(jiān)控的設(shè)計(jì)。對于振動速度、振動位移、振動加速度的監(jiān)測,可分為四個分區(qū),以振動速度為例,見表1及圖2。
圖2中四條線的位置計(jì)算方法為:
(1)在設(shè)備狀態(tài)正常,并處于穩(wěn)定狀態(tài)下(轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定),收集一組(約50-100個)振動速度測定值。
(2)計(jì)算它的平均值μ0和標(biāo)準(zhǔn)差σ0。
μ0=x1+x2+…+xnn
σ0=Σni=1(xi-μ0)2n-1
(3)基準(zhǔn)值=μ0;
預(yù)警值L預(yù)警=μ0+3σ0;
報(bào)警值報(bào)警=2(μ0+3σ0);
停機(jī)值停機(jī)=3(μ0+3σ0)。
對于設(shè)備溫度的監(jiān)控,同樣可分為如表2的三個分區(qū)。
4智能診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)
智能診斷系統(tǒng)是一類包含知識和推理的智能計(jì)算機(jī)程序,智能診斷系統(tǒng)是人工智能在機(jī)械故障診斷領(lǐng)域中的應(yīng)用,由于專家系統(tǒng)具有成長周期短、使用成本低、便于復(fù)制、能夠集中多個領(lǐng)域?qū)<业闹腔鄣戎T多優(yōu)點(diǎn)而受到各方面的普遍關(guān)注,已成為機(jī)械故障診斷學(xué)科的一個研究熱點(diǎn)和最新發(fā)展動向。智能診斷是系統(tǒng)建立的一個計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場維修人員的一個通道,當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)故障或發(fā)現(xiàn)故障前兆時,系統(tǒng)會發(fā)出報(bào)警,并生成一個故障處理單,故障處理單中包括故障現(xiàn)象數(shù)據(jù)、根據(jù)故障數(shù)據(jù)比對歷史處理記錄中的專家經(jīng)驗(yàn),獲取到的故障原因判斷及相應(yīng)的解決方案等。現(xiàn)場維修人員根據(jù)故障處理單的內(nèi)容到現(xiàn)場開展相應(yīng)的排查處理,處理完成后,將處理的結(jié)果回饋系統(tǒng),系統(tǒng)可根據(jù)處理結(jié)果更新專家?guī)臁?/p>
5結(jié)論
設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的實(shí)質(zhì)是了解和掌握設(shè)備在運(yùn)行過程中的狀態(tài),評價(jià)、預(yù)測設(shè)備的可靠性,早期發(fā)現(xiàn)故障,并對其原因、部位、危險(xiǎn)程度等進(jìn)行識別,預(yù)報(bào)故障的發(fā)展趨勢,并針對具體情況作出決策。本文針對卷包車間GD包裝設(shè)備的機(jī)械磨損、機(jī)械疲勞等隱性故障進(jìn)行監(jiān)控,提前提示機(jī)械設(shè)備的壽命曲線,通過增加必要的溫度、振動等傳感器,并選擇合理的安裝位置,設(shè)計(jì)合理的研究方案對設(shè)備故障的智能監(jiān)控和診斷進(jìn)行研究;在此基礎(chǔ)上,建立完善的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷輔助系統(tǒng)平臺,針對GD包裝設(shè)備的機(jī)械磨損、機(jī)械疲勞等隱性故障進(jìn)行監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)了設(shè)備故障的預(yù)先報(bào)警和智能診斷,為企業(yè)高效的生產(chǎn)經(jīng)營、檢修維護(hù)、設(shè)備管理提供了有力的保障。
參考文獻(xiàn)
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伴隨著國際軟包裝市場脈搏的跳動,近年來,我國軟包裝行業(yè)也加快了前行步伐,市場表現(xiàn)甚為喜人。我們看到,新型高阻隔軟包裝材料陸續(xù)問市、軟包裝形式和工藝不斷創(chuàng)新變化、擁有國際一流制造和技術(shù)水平的國產(chǎn)軟包裝設(shè)備成功研發(fā)、一批國內(nèi)民營企業(yè)開始參與并投入到國產(chǎn)軟包裝設(shè)備制造領(lǐng)域……這足以說明我國軟包裝市場正在得到進(jìn)一步的規(guī)范與優(yōu)化,我國軟包裝設(shè)備及產(chǎn)品的層次也獲得了提升。
我在剛剛退休的一年時間內(nèi),利用閑暇之余走訪了國內(nèi)多家軟包裝企業(yè)和軟包裝設(shè)備制造企業(yè),并了解到,這些企業(yè)在2011年取得了可觀的銷售業(yè)績。然而,我國軟包裝行業(yè)得到迅猛發(fā)展的同時,也不可避免地出現(xiàn)了一些與其他行業(yè)類似的浮躁情緒和大意之舉。例如,一些軟包裝企業(yè)一味地追求使用新材料和新工藝,卻沒有擔(dān)當(dāng)起正確引導(dǎo)和教育市場的責(zé)任,致使一些新材料的功能和應(yīng)用在下游市場和終端用戶中得不到充分發(fā)揮,從而造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi),這顯然是與低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展之路背道而馳的;部分軟包裝設(shè)備制造企業(yè)對先進(jìn)軟包裝設(shè)備制造技術(shù)認(rèn)識不足,一些國產(chǎn)軟包裝設(shè)備在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工制造中只是對高端進(jìn)口設(shè)備的簡單模仿,甚至是大肆抄襲,而不是在真正學(xué)會和理解新技術(shù)實(shí)質(zhì)和精髓的基礎(chǔ)上,對國產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行升華和改造。
目前,我國軟包裝行業(yè)的準(zhǔn)入門檻已經(jīng)提高了很多,這與國家環(huán)保法規(guī)的健全、大型跨國企業(yè)的入駐、市場競爭的白熱化、消費(fèi)者收入水平的提高和對健康安全的重視密切相關(guān)。正因?yàn)槿绱耍洶b企業(yè)要想在多重壓力下站穩(wěn)腳步,僅僅依靠采用無苯油墨這一種手段來實(shí)現(xiàn)綠色印刷顯然是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,其還需要在廠房建設(shè)、售后服務(wù)、科研團(tuán)隊(duì)、生產(chǎn)管理等方面加以完善和提高。例如,軟包裝企業(yè)的廠房應(yīng)具備良好的環(huán)保條件,包括能夠?qū)OC排放進(jìn)行預(yù)處理,盡量減少產(chǎn)品中的溶劑殘留量;生產(chǎn)環(huán)境對員工的人身安全有保障;衛(wèi)生條件達(dá)標(biāo);具備可跟蹤質(zhì)量管理系統(tǒng)等。同時,還應(yīng)具備完善的售后服務(wù)和強(qiáng)有力的科研力量;善于運(yùn)用成本管理的有效提升手段,如ERP管理模式等。
而且,我認(rèn)為提高軟包裝企業(yè)的“軟實(shí)力”尤為必要。
首先,行業(yè)準(zhǔn)入門檻的高升不僅在于設(shè)備及其耗材的高成本投入,先進(jìn)技術(shù)的運(yùn)用也是其中的一個重要因素,因此,軟包裝企業(yè)必須擁有一支強(qiáng)大的技術(shù)研發(fā)隊(duì)伍,這導(dǎo)致了軟包裝企業(yè)對高新技術(shù)人才的渴求。對人才的需求不僅包括人才的引進(jìn),還包括對現(xiàn)有人才的挽留及其個人能力的提高,因此,軟包裝企業(yè)需要為員工營造一個恰當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)氛圍,從某種意義上說,行業(yè)競爭其實(shí)就是科研團(tuán)隊(duì)之間技術(shù)提升和進(jìn)步速度的競爭,這已超出了產(chǎn)品與設(shè)備優(yōu)劣比拼的范疇,而上升到企業(yè)文化的建設(shè)層面。
其次,軟包裝產(chǎn)品價(jià)格的競爭能力也是軟包裝企業(yè)整體競爭力的一個重要組成部分,因此在生產(chǎn)和銷售環(huán)節(jié)做到成本的準(zhǔn)確控制也是一種重要技能,例如,企業(yè)是否建立和施行了行之有效的ERP管理模式。我們經(jīng)常看到這樣的現(xiàn)象:不同的企業(yè)以同樣的價(jià)格承接同一批訂單,有的企業(yè)會虧得一塌糊涂,而有的企業(yè)卻有利可圖,這足以見得價(jià)格控制在企業(yè)管理中的重要性。此時,可能有人會有異議,認(rèn)為“引進(jìn)多個高端管理模式還不如有一個聰明能干的老板”。這話確實(shí)不假,但只說對了一部分。在管理小規(guī)模企業(yè)時,這個“聰明能干的老板”可能會充分彰顯其能,但對于大規(guī)模企業(yè)的管理,單憑一個人的“聰明能干”顯然是不夠的。
除此之外,出于對環(huán)保的責(zé)任、對低碳經(jīng)濟(jì)的滿足和對產(chǎn)能的要求,軟包裝企業(yè)必然會對軟包裝設(shè)備提出更高的要求。而與進(jìn)口同類設(shè)備相比,國產(chǎn)軟包裝設(shè)備在性能和技術(shù)應(yīng)用上的差距還很大。大多數(shù)國產(chǎn)軟包裝設(shè)備暫時還處于參照、模仿高端進(jìn)口設(shè)備的階段,而沒有真正掌握其中的核心技術(shù)而加以創(chuàng)新和改造。
反觀當(dāng)前全球都在采用的“低成本國家資源(LCCS)”競爭策略,從價(jià)格來看,國產(chǎn)軟包裝設(shè)備當(dāng)然更具優(yōu)勢,但從設(shè)備性價(jià)比來看,現(xiàn)有國產(chǎn)軟包裝設(shè)備暫時無法完全滿足軟包裝企業(yè)在產(chǎn)能和環(huán)保方面的高需求。
以國產(chǎn)凹印設(shè)備為例,其在能耗指標(biāo)方面仍然差強(qiáng)人意,尤其是在排風(fēng)系統(tǒng)的能耗上,基本占據(jù)了整臺設(shè)備總能耗的67%,因此,在平衡和滿足生產(chǎn)安全、產(chǎn)品衛(wèi)生安全和減少能耗這三大要素上,國產(chǎn)凹印設(shè)備的性能還有待提高,否則將給減少VOC排放帶來障礙。
截止目前,進(jìn)口軟包裝設(shè)備進(jìn)入電子軸時代已經(jīng)有十多年的時間,國產(chǎn)軟包裝設(shè)備也正在及時跟進(jìn)。運(yùn)用電子軸技術(shù)需要正確理解其真諦所在,如電子軸在軟包裝設(shè)備中的應(yīng)用不只是傳動方式的改變,而是設(shè)備整體性能的提高,目前新一代國產(chǎn)電子軸軟包裝產(chǎn)品正在積極研發(fā)之中,其將使用戶受益匪淺。
在干式復(fù)合和涂布設(shè)備方面,國產(chǎn)設(shè)備基本上仍在沿用一些二三十年前的國外設(shè)計(jì)理念,其中也包括部分不合理的設(shè)計(jì),如烘箱的干燥方法和張力執(zhí)行手段。另外,我國一些涂布產(chǎn)品還在使用從干式復(fù)合設(shè)備簡單演變而來的涂布設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn),烘干系統(tǒng)不能滿足高效、節(jié)能的要求,而能夠適應(yīng)不同種類的涂布液、滿足不同涂布量需求的國產(chǎn)涂布設(shè)備更是稀少。
隨著軟包裝市場需求量的不斷增加,我國軟包裝行業(yè)將迎來無限商機(jī),我們應(yīng)該對其廣闊的市場前景充滿信心,同時也要正視我國軟包裝行業(yè)發(fā)展中的不足。軟包裝企業(yè)更應(yīng)保持清醒的頭腦,戒驕戒躁,善于創(chuàng)新和改變,從而推動我國軟包裝行業(yè)的健康發(fā)展。
以上是我對我國軟包裝行業(yè)的些許感觀,并沒有深入展開。究竟軟包裝企業(yè)如何在市場上定位?如何做好企業(yè)管理?如何解決生產(chǎn)中常見的技術(shù)難題?我將在日后篇章中與大家探討,愿與行業(yè)同仁共勉!
特點(diǎn):(1)適用包裝3~50g小劑量產(chǎn)品;(2)自動完成稱重、封口成袋、打印批號等過程;(3)帶剔除功能,能保證稱量合格率;(4)另配自動供料提升機(jī),可完成自動進(jìn)料;(5)另配出料輸送帶,可完成自動出料;(6)觸摸屏帶有程序操作,操作過程實(shí)現(xiàn)可視化,可保存300~500種物料包裝參數(shù),快速調(diào)用生產(chǎn);(7)PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行,各線振幅可獨(dú)立調(diào)節(jié);(8)所有部件采用不銹鋼,且與物料直接接觸部分可方便拆洗與消毒。
參數(shù):(1)包裝速度:20~55袋/min(與規(guī)格有關(guān));(2)稱重精度:±0.3~±0.5g(與規(guī)格有關(guān));(3)稱重范圍:3~100g;(4)制袋規(guī)格:L(60~120)mm×W(60~120)mm;(5)封口樣式:直紋齒切(可三邊封或背封),8mm;(6)卷膜材質(zhì)與膜卷卷芯尺寸:塑料卷狀膜/通用3in(7.62cm)卷芯;(7)膜卷直徑/膜寬度:最大350/140~260mm;(8)功率:220V/50Hz,3.5kW;(9)氣源:0.45~0.6MPa;(10)外形尺寸:L1055mm×W1080mm×H2350mm。
廣州市銳嘉包裝設(shè)備有限公司
關(guān)鍵詞:全自動粉體包裝生產(chǎn)線 發(fā)展現(xiàn)狀 低碳包裝 市場前景 關(guān)鍵技術(shù)。
中圖分類號:F276.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
文章編號:1004-4914(2011)11-286-02
一、概述
袋裝粉體的全自動包裝生產(chǎn)線是國內(nèi)包裝行業(yè)急需發(fā)展的重要裝備。當(dāng)前,我國粉體生產(chǎn)企業(yè)迫切期望采用擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的全自動粉體包裝生產(chǎn)線來實(shí)現(xiàn)低碳包裝。全自動粉體包裝生產(chǎn)線需達(dá)到如下要求:(1)采用清潔包裝技術(shù)解決現(xiàn)場粉塵污染問題;(2)減小包裝體積,降低包裝耗材,節(jié)約包裝資源;(3)采用擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的碼垛機(jī)器人,降低碼垛耗能。
由于粉體物料物性的多變,帶來粉體包裝方式的個性化、多樣化要求,在包裝技術(shù)上有較高的難度,給全自動粉體包裝生產(chǎn)線的產(chǎn)業(yè)化帶來了技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。揚(yáng)州市創(chuàng)新包裝有限公司新研發(fā)的全自動粉體包裝生產(chǎn)線克服了技術(shù)難題,具有廣闊的產(chǎn)業(yè)化前景。
二、粉體包裝行業(yè)在國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著市場的需求及包裝技術(shù)的發(fā)展,粉體行業(yè)采用的包裝方式從最初的人工包裝,發(fā)展到采用定量自動包裝設(shè)備進(jìn)行的半自動包裝。目前,在工業(yè)發(fā)達(dá)國家,大多數(shù)粉體物料生產(chǎn)廠家都裝備了以定量自動包裝機(jī)和碼垛機(jī)器人為主要部件的自動化包裝生產(chǎn)線,代表著目前粉體包裝技術(shù)的最高水平。其包裝工藝實(shí)現(xiàn)了高度自動化,計(jì)量、計(jì)數(shù)、裝袋、封口、打包等都形成了流水線作業(yè),包裝效率高,而且現(xiàn)場環(huán)境整潔。由于目前國內(nèi)勞動力成本的增加以及工人勞動保護(hù)的重視,結(jié)合發(fā)達(dá)國家包裝行業(yè)的發(fā)展軌跡,采用基于機(jī)器人進(jìn)行碼垛的全自動粉體包裝生產(chǎn)線,成為國內(nèi)粉體包裝行業(yè)當(dāng)前的發(fā)展趨勢。
粉體包裝的高難度,導(dǎo)致國內(nèi)很多包裝設(shè)備制造企業(yè)不愿意涉足該領(lǐng)域,而大力開發(fā)糧食、飼料等顆、粒料全自動包裝設(shè)備,致使行業(yè)發(fā)展不均衡。國內(nèi)粉體包裝行業(yè),尤其是粘性粉體及超輕細(xì)粉體為代表的特殊粉體包裝設(shè)備遠(yuǎn)不能滿足市場需求。很多粉體生產(chǎn)企業(yè)在國內(nèi)不能找到合適的包裝設(shè)備,或使用人工包裝,或使用普通包裝機(jī)進(jìn)行半自動粗放式包裝,或花費(fèi)大量金額從國外進(jìn)口包裝設(shè)備。
據(jù)國內(nèi)某銻品生產(chǎn)龍頭企業(yè)介紹,由于該公司沒有找到國產(chǎn)包裝設(shè)備實(shí)現(xiàn)全自動包裝,只能從日本進(jìn)口。不僅價(jià)格非常昂貴,核心技術(shù)掌握在日本企業(yè)手中,而且附加條件為每年必須保證一定量的產(chǎn)品供應(yīng)給該日本企業(yè),從而受制于人。
粉體物料包裝通常會出現(xiàn)以下幾個難點(diǎn):(1)粉塵污染嚴(yán)重,尤其是超輕細(xì)粉體及含氣量大的粉體散逸性強(qiáng),易造成現(xiàn)場工人塵肺等職業(yè)病;(2)粘性粉體包裝機(jī)出料口易掛料,造成掉料現(xiàn)象,嚴(yán)重污染包裝現(xiàn)場環(huán)境;(3)流動性過強(qiáng)的粉體包裝時沖料,導(dǎo)致計(jì)量不準(zhǔn),污染現(xiàn)場;(4)粉體物料易混合氣體,尤其是超輕細(xì)粉體及含氣量大的粉體物料包裝體積大,包裝袋容積率低,極大浪費(fèi)了包裝耗材,加大了運(yùn)輸成本;(5)傳統(tǒng)高低位機(jī)械式碼垛機(jī)耗能高,占地大,使用、維護(hù)成本高。
目前,國內(nèi)粉體包裝技術(shù)發(fā)展緩慢,市場急需此領(lǐng)域包裝設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
三、全自動粉體包裝生產(chǎn)線在低碳包裝方面的意義
揚(yáng)州市創(chuàng)新包裝有限公司新研發(fā)的全自動粉體包裝生產(chǎn)線通過自動上袋機(jī)、粉體定量自動包裝機(jī)、輸送機(jī)、倒袋機(jī)、重量復(fù)檢機(jī)、剔除機(jī)、整形機(jī)、噴碼機(jī)、碼垛機(jī)器人等成套設(shè)備完成粉體物料的自動包裝、檢測、碼垛。該生產(chǎn)線在低碳包裝方面有以下意義:
1.實(shí)現(xiàn)包括超輕細(xì)、粘性等粉體物料的清潔包裝。粉體物料包裝過程中粉塵污染嚴(yán)重,尤其是超輕細(xì)粉體及含氣量大的粉體散逸性強(qiáng),易造成現(xiàn)場工人塵肺等職業(yè)病。全自動粉體包裝生產(chǎn)線采用負(fù)壓沉積技術(shù),將物料中氣體抽出,防止粉塵飄散;采用螺旋反轉(zhuǎn),氣吹式自清理出料口等技術(shù)防止包裝機(jī)出料口掉料。有效減少了包裝現(xiàn)場的粉塵污染,避免了工人在惡劣環(huán)境下的工作。
2.減少粉體物料的包裝體積,降低包裝耗材,節(jié)約包裝資源。本包裝生產(chǎn)線在國內(nèi)率先使用螺旋壓縮和負(fù)壓沉積相結(jié)合的技術(shù),可以有效減少粉體物料中的含氣量。
以超輕細(xì)粉體物料為例,使用本生產(chǎn)線包裝,可以降低物料中含氣量80%以上,提高包裝袋容積率35/%,可節(jié)約35%的包裝袋制作原料。
按照包裝袋制作采用3層克重80g/m2的牛皮紙,尺寸80(長)×50(寬)cm,年產(chǎn)5萬噸物料(使用包裝袋200萬條),每年節(jié)省牛皮紙計(jì)算如下:
0.8m×0.5m×2面×3層×0.08kg/m2×2000000條×35%=134.4噸。
所以年產(chǎn)5萬噸超輕細(xì)粉體生產(chǎn)廠家,使用本生產(chǎn)線,每年可節(jié)約134.4噸牛皮紙。同時可減少使用PE膜原料35%,并降低運(yùn)輸成本35%。
3.節(jié)能、降耗,采用擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的碼垛機(jī)器人,降低碼垛能耗,符合國家低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。
國內(nèi)廣泛使用的機(jī)械式碼垛機(jī)單機(jī)功率為30KW左右,而本生產(chǎn)線使用的碼垛機(jī)器人單機(jī)功率為4KW,設(shè)備按照330天/年,16小時/天的工作制度計(jì)算,每套全自動粉體包裝生產(chǎn)線年節(jié)約用電量如下:
(30-4)千瓦時×16小時×330天/年=137280千瓦時/年。
折合標(biāo)準(zhǔn)煤:13.728萬千瓦×3.6噸/萬千瓦時=49.42噸。
所以每使用一套全自動粉體包裝生產(chǎn)線,每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤49.42噸。
同時,機(jī)械式碼垛機(jī)單機(jī)尺寸為17(長)×5.5(寬)×3.5(高)m左右,而碼垛機(jī)器人主機(jī)尺寸為1.5(長)×0.7(寬)×3.1(高)m左右,耗材小,并大大降低了加工耗能。
4.極大提高生產(chǎn)效率,降低人工成本。以年產(chǎn)5萬噸粉料的生產(chǎn)廠家為例,人工包裝需設(shè)置8個出料口及儲料倉,每個包裝口處需稱重灌裝人員兩人,復(fù)檢縫包一人,搬運(yùn)、碼垛兩人,以兩個工作班組計(jì)算,共需80個人進(jìn)行包裝,且工人的勞動強(qiáng)度非常大。如采用半自動包裝,需設(shè)置6個出料口和儲料倉,每臺包裝機(jī)需要操作人員一名,重量復(fù)檢人員一名,碼垛人員一名,以兩個工作班組計(jì)算,共需36人進(jìn)行包裝。如采用全自動粉體包裝生產(chǎn)線,只需要一套設(shè)備就可以滿足年產(chǎn)10萬噸物料的包裝需求,而操作人員僅需8名。
四、全自動粉體包裝生產(chǎn)線的市場前景
全自動粉體包裝生產(chǎn)線主要用于包含超輕細(xì)、粘性等粉體物料的全自動包裝。粉體工業(yè)的前景廣闊,粉體材料已在化工、建材、冶金、電子、醫(yī)藥、生物工程、陶瓷、農(nóng)藥、涂料、國防及尖端技術(shù)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。粉體材料的快速發(fā)展,給全自動粉體包裝生產(chǎn)線帶來了廣闊的市場發(fā)展空間。
結(jié)合發(fā)達(dá)國家的發(fā)展歷程,國內(nèi)粉體行業(yè)發(fā)展前景廣闊,并向聚集化發(fā)展。以鈦白粉行業(yè)為例,中國達(dá)到世界發(fā)達(dá)水平之后,對鈦白粉的需求量將達(dá)520萬噸,而目前,離這個數(shù)字差不多還有400萬噸的缺口{2}。2009年,除中國以外,全球只有18個鈦白粉生產(chǎn)商,總產(chǎn)能為470萬t/a,其中前7名生產(chǎn)廠家產(chǎn)能合計(jì)400萬t/a,占全球總產(chǎn)能的85%。而同期中國具有基本生產(chǎn)條件的大大小小的生產(chǎn)企業(yè)57家,規(guī)模以上的就有37家。2010年以來,國內(nèi)大型企業(yè)不斷擴(kuò)大產(chǎn)能、重組企業(yè),以期做大做強(qiáng),在大型企業(yè)的市場擠壓下,小型企業(yè)逐漸被淘汰或收購{3}。全自動粉體包裝生產(chǎn)線主要面對的客戶為規(guī)模企業(yè),此發(fā)展趨勢大大增加了本包裝生產(chǎn)線的市場規(guī)模。
據(jù)統(tǒng)計(jì),中國規(guī)模以上粉體物料生產(chǎn)廠家有5000家左右,其中95%的企業(yè)利用人工包裝或半自動包裝。如果每家使用四條全自動粉體包裝生產(chǎn)線,則需要20000條,市場規(guī)模達(dá)600億元,并逐年擴(kuò)大。
五、全自動粉體包裝生產(chǎn)線關(guān)鍵技術(shù)的突破
全自動粉體包裝生產(chǎn)線的技術(shù)難度是其產(chǎn)業(yè)化的主要風(fēng)險(xiǎn),揚(yáng)州市創(chuàng)新包裝有限公司現(xiàn)已攻克了以下關(guān)鍵技術(shù):
1.包裝過程中粉料與氣體的充分分離,有效防止超輕細(xì)粉塵逸出,以及包裝袋退出后,防止掛在包裝機(jī)出料口處的物料掉落污染包裝現(xiàn)場環(huán)境,是清潔包裝生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)問題。
技術(shù)突破:包裝過程中,采用負(fù)壓沉積技術(shù),并設(shè)計(jì)了過渡料倉抽氣、輸送體抽氣、抽氣棒抽氣置等真空抽氣裝置,有效防止了超輕細(xì)粉體生產(chǎn)包裝過程中的外溢。還在包裝機(jī)出料口設(shè)計(jì)了氣吹夾層微孔,實(shí)現(xiàn)瞬間氣吹,將掛在包裝機(jī)出料口處的少量粘性粉體吹至包裝袋內(nèi),從而防止包裝袋退出后,掛在包裝機(jī)出料口處的物料掉落,污染包裝現(xiàn)場環(huán)境。采用上述的粉料、氣體分離,負(fù)壓沉積技術(shù),減小了污染,并可有效減少包裝體積30%以上,抽氣后的粉料密度大為增加,方便運(yùn)輸和倉貯,節(jié)約30%以上的包裝和運(yùn)輸成本。在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。
2.粘性粉體在包裝袋內(nèi)易出現(xiàn)堆尖,粘性粉體的包裝對加料順暢性有很高的要求,確保包裝物料順暢是前提;而且包裝速度、料口粉料外掛都會影響到包裝精度,確保高計(jì)量精度是關(guān)鍵。
技術(shù)突破:全自動粉體包裝生產(chǎn)線采用獨(dú)有的振動料倉設(shè)計(jì),解決了粘性粉體加料順暢性的難題;變頻調(diào)速加料裝置能夠根據(jù)剩余包裝重量的大小及時調(diào)整加料電機(jī)的轉(zhuǎn)動速度,解決了包裝速度和包裝精度相沖突的問題;采用雙傳感器計(jì)量,且在給料完畢后,對掛在包裝機(jī)出料口處的少量粉料統(tǒng)計(jì)計(jì)量,并作計(jì)量預(yù)留,從而保證了包裝精度。在計(jì)量系統(tǒng)上,突破性采用了振動計(jì)量一體化設(shè)計(jì)。在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。
3.機(jī)器人控制的體系結(jié)構(gòu)、控制框架,正確、方便、安全的信息交互,以及在線方式下各種模式的行為控制和可達(dá)性分析計(jì)算,是碼垛機(jī)器人四軸運(yùn)動協(xié)調(diào)控制的關(guān)鍵技術(shù)。
技術(shù)突破:生產(chǎn)線采用CAN總線技術(shù)、模塊化設(shè)計(jì)、開放性結(jié)構(gòu),可移植性、易修改的標(biāo)準(zhǔn)接口,和復(fù)雜動態(tài)系統(tǒng)的分析與魯棒控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)了碼垛機(jī)器人的四軸運(yùn)動協(xié)調(diào)控制技術(shù):自由度數(shù)4、軌跡重復(fù)性為±1.0mm。在國內(nèi)處于先進(jìn)水平。
4.作業(yè)對象變更時,機(jī)器人作業(yè)系統(tǒng)的功能柔性和任務(wù)適應(yīng)性,變位操作的全局可達(dá)和柔性配置,以及兩個電磁離合器背對背連接使用的控制難度是碼垛機(jī)器人靈活運(yùn)動規(guī)劃的關(guān)鍵技術(shù)。
技術(shù)突破: 全自動粉體包裝生產(chǎn)線采用獨(dú)有的連桿機(jī)構(gòu)、替代兩個電磁離合器背對背使用的雙向電磁離合器結(jié)構(gòu),開發(fā)了變位機(jī)設(shè)計(jì)與機(jī)器人作業(yè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)動靈活規(guī)劃軟件,使結(jié)構(gòu)重量輕、控制方便。獨(dú)有的連桿機(jī)構(gòu),減少零部件的點(diǎn)數(shù),提高傳動效率,效率高達(dá)96%。雙向電磁離合器結(jié)構(gòu)還減少了伺服電機(jī)的數(shù)量,成本低、能耗小。在國內(nèi)處于先進(jìn)水平。
5.全自動包裝碼垛生產(chǎn)線包括了自動上袋、定量包裝、輸送整形、機(jī)器碼垛等多個生產(chǎn)環(huán)節(jié),各工序設(shè)備的協(xié)調(diào)運(yùn)行、穩(wěn)定可靠,以及提高生產(chǎn)效率是控制高度智能化自動化的關(guān)鍵。
技術(shù)突破:全自動粉體包裝生產(chǎn)線通過對各工序工況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測,現(xiàn)場PLC進(jìn)行監(jiān)控和冗余控制,頂層用高速實(shí)時SYSNET網(wǎng)把各工序控制站聯(lián)成一體,SYSNET既可以與PLC也可以與普通計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng),從而便于與其他類型的DCS系統(tǒng)互聯(lián),達(dá)到系統(tǒng)開放的目的,在國內(nèi)處于先進(jìn)水平。
六、結(jié)語
全自動粉體包裝生產(chǎn)線的研發(fā)具有重要意義,可以提升國內(nèi)包裝行業(yè)的整體水平,實(shí)現(xiàn)粉體物料的低碳包裝。其市場規(guī)模大,技術(shù)含量高,關(guān)鍵技術(shù)已攻克,擁有廣闊的產(chǎn)業(yè)化前景。
注釋:
{1}李曉剛,劉晉浩.碼垛機(jī)器人的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀、問題及對策,包裝工程,2011(3):96~102
{2}徐高棟.關(guān)于我國鈦白產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀以及未來市場規(guī)范問題分析,中國粉體工業(yè),2011(2):11~14
{3}畢勝.山重水復(fù)疑無路,柳暗花明又一村――2009年中國鈦白工業(yè)復(fù)蘇狀況及前景,鈦白,2010(5):4~8
關(guān)鍵詞機(jī)械 設(shè)備 自動化 包裝 工程 監(jiān)控
引言
自動化是人類社會和科技進(jìn)步的結(jié)晶,是生產(chǎn)率發(fā)展的必然趨勢。機(jī)械設(shè)備的自動化技術(shù)是保證獲得最高生產(chǎn)率、最優(yōu)產(chǎn)品質(zhì)量和最低成本的最好手段。機(jī)械設(shè)備的自動化技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展體現(xiàn)國家的科技水平。實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備制造自動化技術(shù)的意義在于其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效果顯著。機(jī)械設(shè)備制造自動化所帶來的優(yōu)點(diǎn)主要有:提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、縮短生產(chǎn)周期、促進(jìn)產(chǎn)品更新、降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益、減輕工人勞動強(qiáng)度、改善勞動環(huán)境、帶動相關(guān)技術(shù)的發(fā)展.。
1、包裝機(jī)械設(shè)備自動化技術(shù)
包裝機(jī)械設(shè)備按復(fù)雜程度可分為:簡單、半自動和全自動三大類。而全自動包裝生產(chǎn)線設(shè)備主要由二大部分組成:全自動包裝設(shè)備和全自動碼垛設(shè)備。
1.1全自動包裝設(shè)備
全自動包裝機(jī)由自動上袋系統(tǒng)、包裝秤(視需要可設(shè)計(jì)為單秤或多秤)、平臺、整形設(shè)備、拆邊機(jī)、批號及生產(chǎn)日期打印機(jī)、輸送機(jī)(含倒袋輸送機(jī)、立袋輸送機(jī)和平袋輸送機(jī)),還可設(shè)置收塵裝置等組成。自動上袋系統(tǒng)是全自動包裝和半自動包裝的主要區(qū)別。自動上袋系統(tǒng)對包裝袋的質(zhì)量要求比較嚴(yán)格,當(dāng)包裝袋涂膜不符要求時,自動上袋系統(tǒng)的故障率隨包裝袋質(zhì)量下降而上升。如果非出口產(chǎn)品、貴重產(chǎn)品及對產(chǎn)品包裝有嚴(yán)格要求的物品包裝,從降低包裝袋的成本和包裝機(jī)的價(jià)格著想,建議采用半自動包裝機(jī)。自動包裝機(jī),每小時可包裝500kg的物品500袋,最大可達(dá)800袋到1200袋;稱重精度達(dá)0.2,最高可達(dá)0.1。
1.2全自動碼垛系統(tǒng)
全自動碼垛系統(tǒng)由碼包機(jī)、垛型加固機(jī)、物品姿態(tài)控制裝置、輸送系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等部分組成。全自動碼垛系統(tǒng)有高架式和低架式兩種形式。高架式碼垛機(jī)的班產(chǎn)量大于低架式碼垛機(jī)的班產(chǎn)量。碼垛按每層五袋,每袋40-50kg,每垛40袋計(jì)算,則每小時可碼垛600袋,最高可達(dá)每小時碼垛1200袋。全自動碼垛機(jī)配叉車儲運(yùn),則有裝車機(jī)動靈活,運(yùn)輸、碼垛、拆垛、搬移等任務(wù)都可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化操作。使作業(yè)時間大為縮短,作業(yè)勞動強(qiáng)度大大減輕。一條全自動包裝碼垛生產(chǎn)線,建議操作人員2-3人為好。
對于年產(chǎn)量大于10萬噸的企業(yè),采用全自動包裝碼垛,可以產(chǎn)生極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益;年產(chǎn)量在5萬噸至10萬噸的企業(yè),也有明顯的經(jīng)濟(jì)和社會效益;年產(chǎn)量在5000噸以上的企業(yè),建議采用半自動包裝碼垛生產(chǎn)線,也可獲得大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
1.3 全自動包裝碼垛生產(chǎn)線
全自動包裝碼垛生產(chǎn)線的特點(diǎn):
(1) 自動化過程已逐步實(shí)現(xiàn)。包裝材料或包裝容器的自動整理、輸入以及產(chǎn)品的輸出;單機(jī)及機(jī)組和生產(chǎn)線的自動協(xié)調(diào)工作和故障的自動處理;對包裝質(zhì)量的在線自動檢測和自動剔除不合格品;為適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)包裝設(shè)備的實(shí)際需要,可實(shí)現(xiàn)柔性化自動包裝碼垛。
(2) 包裝碼垛設(shè)備成套性較強(qiáng)。包裝設(shè)備多為連續(xù)作業(yè)的單機(jī)聯(lián)動線和機(jī)組,成套性較強(qiáng),其成套方式有:把具有不同功能的單機(jī)或機(jī)組與輔助設(shè)備配套成龍為連續(xù)作業(yè);設(shè)計(jì)制造具有多種功能的作業(yè)線,現(xiàn)代化生產(chǎn)中包裝機(jī)械不僅將制袋、充袋、封口、稱量、碼垛、運(yùn)輸?shù)裙δ芙M合在一起,而且將清洗滅菌、計(jì)量、貼標(biāo)、打印、檢測和傳遞輸送等功能也結(jié)合起來組成成套作業(yè)。
(3) 可靠性較高。全自動包裝線系統(tǒng)功能多,工位多,機(jī)構(gòu)復(fù)雜,要求運(yùn)動準(zhǔn)確,動作迅速、協(xié)調(diào),工作可靠。在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中包裝設(shè)備已是生產(chǎn)流水線上的關(guān)鍵設(shè)備。為此采用了必要的檢測和監(jiān)控措施,對故障及時顯示或報(bào)警,針對常見故障和誤操作,設(shè)置安全防護(hù)措施,使設(shè)備即使在意外情況下也不致?lián)p壞。在報(bào)警發(fā)出后,由操作人員干預(yù),使設(shè)備恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
(4)較強(qiáng)的通用性。包裝設(shè)備的通用化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化,更有利于實(shí)現(xiàn)包裝自動化。工業(yè)包裝線及裝備的構(gòu)成應(yīng)該模塊化。每一個特定用戶在物料的性質(zhì)、稱量精度、生產(chǎn)率以至碼包、封口方式等方向都可能有不同的需要,但是有很多動作是相同或相似的,只是尺寸大小不一樣,糧食類谷物自動包裝與化肥、礦物顆粒自動包裝以及小包裝的動作也有相似之處。因此,可以將包裝裝備的組件設(shè)計(jì)成通用化。國外,有的國家包裝機(jī)械的通用化程度已達(dá)百分之70到90。
1.4 半自動包裝系統(tǒng)
由于產(chǎn)量及其他原因,由人工完成如供袋和封口作業(yè),有時不要求進(jìn)行在線整治、質(zhì)量復(fù)核、檢測、打印和垛型加固等作業(yè),這時系統(tǒng)也稱為半自動包裝系統(tǒng)。
2、包裝線對自動化裝備的需要
2.1包裝線對自動化裝備的需要
很久以來,包裝生產(chǎn)線只到把物料包裝好為止,尤其是25kg 以上的重袋包裝更是如此,至于后續(xù)的搬運(yùn)工作則完全由搬運(yùn)工人來完成。造成這樣局面有多方面的原因,但主要是我國生產(chǎn)力水平較低,勞動力便宜,資金缺乏,科研人才少,管理落后等。包裝行業(yè)存在的問題要想進(jìn)一步發(fā)展以及參與國際競爭還必須找出自身缺點(diǎn)和不足,縱觀20余年的發(fā)展過性,不難發(fā)現(xiàn)我國包裝機(jī)械行業(yè)中存在某些明顯的不足,概言之有以下幾點(diǎn):
(1)低水平產(chǎn)品重復(fù)生產(chǎn)多。如小型自動封口機(jī)、真空包裝機(jī)、小型灌裝機(jī)、小食品生產(chǎn)設(shè)備等。這些設(shè)備技術(shù)難度小、成本低、起步快。因此,不少企業(yè)選中它做“入門”產(chǎn)品,以此積累資金再展鴻圖。這樣,就造成產(chǎn)品不可避免地重復(fù),產(chǎn)品積壓賣不出去,自然又影響設(shè)備的更新,最終使得生產(chǎn)水平難以提高。
(2)高技術(shù)含量的產(chǎn)品尚未有人生產(chǎn)。如高壓殺菌設(shè)備,連實(shí)驗(yàn)室階段也未進(jìn)入;又如多層共擠設(shè)備,其共擠頭也是從美國購來配套的。
(3)自主開發(fā)能力較弱。一方面是我們企業(yè)起步較晚,還未摸清市場的規(guī)律;另一方面是科技力量薄弱,高科技人才資源不足,掌握先進(jìn)的設(shè)計(jì)、應(yīng)用CAD的人還不多,許多企業(yè)是看好別人已生產(chǎn)的產(chǎn)品市場不錯,買來圖紙依樣畫葫蘆,結(jié)果不理想。有的企業(yè)照搬國外產(chǎn)品測仿,達(dá)到了樣機(jī)水平則稱為“國際先進(jìn)水平”,實(shí)際上是早已淘汰的產(chǎn)品。如均度機(jī),人家已有適應(yīng)高溫、高壓、高粘度物料的,均質(zhì)粒度可達(dá)1um, 的設(shè)備問世,我們還拿3um的普通設(shè)備標(biāo)上國際先進(jìn)水平。這樣固步自封影響了產(chǎn)品的開發(fā),即使有新產(chǎn)品,其檔次也不高。又如,由于目前科技迅猛發(fā)展,超細(xì)粉狀或準(zhǔn)納米級粉狀的包裝流動性很差,應(yīng)該研究提高流動性的機(jī)構(gòu),以滿足自動生產(chǎn)線的要求。
2.2包裝自動化的需要
為了改變包裝行業(yè)現(xiàn)狀,對包裝裝備的自動化有以下要求或者發(fā)展趨勢:
(1) 機(jī)電儀綜合技術(shù)是包裝碼垛生產(chǎn)線的發(fā)展主流。自動化程度是衡量包裝機(jī)械技術(shù)水平的重要標(biāo)志。其內(nèi)容包括工藝過程、工藝參數(shù)、物料流動、產(chǎn)品質(zhì)量、運(yùn)行故障、安全防范等的自動控制和包裝物、包裝袋或容器、包裝產(chǎn)品、包裝過程的自動檢測兩個方面。由于大量采用了微電子、遠(yuǎn)紅外、傳感等高新技術(shù),特別是微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用,使水平迅速提高,從而減少了人工操作,提高了包裝質(zhì)量。
(2) 在促進(jìn)單機(jī)高速化的同時,注意提高系統(tǒng)的效率。高速化是提高包裝機(jī)械生產(chǎn)效率的主要途徑,為此,不斷提高包裝速度已成為總的發(fā)展趨勢,其主要途徑是在提高自動化水平的同時不斷改進(jìn)結(jié)構(gòu)。還將更多的注意力投向提高整個包裝系統(tǒng)的生產(chǎn)效率,使高速化向深層發(fā)展,使包裝系統(tǒng)更加經(jīng)濟(jì)合理。
(3) 在發(fā)展專用機(jī)的同時,積極開發(fā)通用機(jī)型。對于某些形狀、尺寸基本固定,生產(chǎn)批量較大的包裝物,為了提高生產(chǎn)效率,簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu),便于專業(yè)化生產(chǎn),往往有各種相應(yīng)的專用設(shè)備進(jìn)行包裝。但由于多品種小批量的商品市場需求以及中、小型用戶的發(fā)展,多功能通用包裝機(jī)械發(fā)展十分迅速,其適應(yīng)范圍也愈來愈廣。這類包裝機(jī)械的特點(diǎn)是單件小批生產(chǎn),甚至同種設(shè)備因客戶要求不同也可能有一些變化。有些企業(yè)為追求效益只希望生產(chǎn)少數(shù)兒個品種,最好是一次投一批料生產(chǎn)多臺,企業(yè)要求各異,設(shè)備亦可設(shè)計(jì)成模塊化的,功能可以加減,控制亦可以簡繁,這樣也便于把設(shè)備做精、做好。要提高標(biāo)準(zhǔn)化水平,發(fā)展“積木式”包裝機(jī)械和生產(chǎn)線。為縮短包裝機(jī)械制造周期,降低生產(chǎn)成本,便于自動化生產(chǎn)及方便用戶使用和維修,整機(jī)和部機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化將逐步深化。通過不同傳動裝置及執(zhí)行機(jī)構(gòu)等的組合,便于產(chǎn)生不同的效果。
結(jié)束語
機(jī)械設(shè)備的自動化技術(shù)是人類長期的社會實(shí)踐中不斷追求的主要目標(biāo)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,自動化制造水平也越來越高。采用自動化技術(shù),不僅可以大大降低勞動強(qiáng)度,而且可以提高產(chǎn)品質(zhì)量,改善制造系統(tǒng)適應(yīng)市場變化的能力,從而提高企業(yè)的市場競爭力。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】啤酒;啤酒企業(yè);啤酒液位
1.設(shè)備因素
我國的啤酒廠家的生產(chǎn)設(shè)備由于不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的需求,呈現(xiàn)出高、中、低三個檔次的現(xiàn)狀,高檔次啤酒包裝設(shè)備以德國KRONES、KHS為代表的純生瓶裝線,裝酒壓蓋機(jī)主要有電子灌裝閥、電子-機(jī)械組合閥、機(jī)械閥等不同形式。我國生產(chǎn)的啤酒包裝設(shè)備雖然以中、低檔為主,其設(shè)備越來越先進(jìn),自動化水平也越來越高,關(guān)鍵部件采用國外先進(jìn)技術(shù)和配置,不僅增加了整條包裝線的可靠性,對保證產(chǎn)品質(zhì)量、改善勞動環(huán)境、節(jié)能環(huán)保和提高人資效能具有深刻的現(xiàn)實(shí)意義。
在選擇新啤酒包裝設(shè)備時,除要考慮整線的技術(shù)指標(biāo)外,其經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也是主要考慮內(nèi)容。如生產(chǎn)線的效率應(yīng)在90%以上,酒損在1%以下,灌裝液位的精度應(yīng)在±2mm以內(nèi)(從瓶底到啤酒液面的高度呈現(xiàn)一致性)。設(shè)備安裝好經(jīng)過機(jī)器磨合,二個月后基本達(dá)到性能指標(biāo),而且資本性支出的合同內(nèi)容要體現(xiàn)具體要求。另外設(shè)備安裝、調(diào)試、磨合期的管理,人員培養(yǎng)、培訓(xùn)達(dá)到能力需求都是相當(dāng)重要的。一條國內(nèi)40000瓶/小時新的包裝線,國內(nèi)具有實(shí)力啤酒工廠經(jīng)過幾個月的磨合(設(shè)備、人員、管理等要素),不僅生產(chǎn)線效率達(dá)到了90%以上,每班包裝線的員工不足10人,除貼標(biāo)機(jī)2人續(xù)標(biāo)以外,其它各機(jī)臺均實(shí)現(xiàn)了單崗配置。
裝瓶壓蓋機(jī)部件結(jié)構(gòu)對啤酒液位一致性的影響:
1.1回氣管
絕大多數(shù)裝酒壓蓋機(jī)采用的是預(yù)真空灌裝閥,在短管(回氣管)灌裝過程中,保持液位一致性首先要保證回氣管的內(nèi)外徑、長度保持一致,其表面光滑。近幾年國內(nèi)啤酒品牌的容量、啤酒度數(shù)呈下降趨勢,全瓶肩、半瓶肩、無瓶肩,瓶頸的高低、瓶頸的斜度不同的各式各樣專用瓶型脫穎而出。不同瓶型在灌裝中氣體從啤酒瓶回流到酒缸順暢的程度不一致,對保證啤酒液位一致性產(chǎn)生一定影響,因此同種瓶型采用的回氣管反射環(huán)的位置要進(jìn)行設(shè)計(jì),回氣管的內(nèi)徑一般采用?4mm,若在回氣管上部由?4mm變徑高度為?3.2mm,可增加灌裝穩(wěn)定性。
1.2氣閥撥輪
氣閥撥輪用于控制酒閥二次抽真空的CO2噴沖、備壓、酒閥開關(guān)等,啤酒在灌裝過程中的每一個環(huán)節(jié),能否滿足等壓灌裝原理和灌裝液位一致性,離不開氣閥撥輪的每一個動作。撥輪有固定和可調(diào)節(jié)式兩種,現(xiàn)在啤酒設(shè)備生產(chǎn)廠家以固定式的氣閥撥輪居多。
1.3啤酒瓶與酒閥對中度
在灌裝過程中要求瓶流暢通,啤酒瓶與酒閥對中要好,進(jìn)瓶螺旋、星輪、護(hù)板的尺寸、精度要與品種的瓶型相匹配,調(diào)整位置要精確。瓶流的輸送帶、過渡板、壓蓋瓶托的瓶底位置要一致,杜絕出現(xiàn)前低后高現(xiàn)象,使啤酒瓶晃動過大,瓶內(nèi)酒液溢出,造成液位不均。
2.設(shè)備維修
有了好的設(shè)備基礎(chǔ),要保證啤酒灌裝液位的一致性,還需對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)、檢修。具體做法是:
2.1保持灌裝系統(tǒng)的密封性
酒缸密封分為動態(tài)密封和靜態(tài)密封,夾瓶橡膠是連接啤酒瓶和酒閥的密封件,每個班(按8小時計(jì)算)要上千次受到啤酒瓶和酒閥法蘭口的沖擊,夾瓶橡膠除正常磨損出現(xiàn)缺口、毛邊或上、下部凸凹不平以外,細(xì)碎的玻璃也容易鑲嵌在夾瓶橡膠的表面,形成啤酒瓶與酒閥密封連接不嚴(yán)現(xiàn)象,造成灌裝完畢由于啤酒瓶在夾瓶橡膠處泄壓,酒缸內(nèi)啤酒繼續(xù)下流到啤酒瓶內(nèi),使灌裝液位上升。灌裝過程中夾瓶橡膠處嚴(yán)重漏氣時啤酒瓶內(nèi)壓力明顯低于酒缸壓力,液閥彈簧不能自動彈起,出現(xiàn)空瓶現(xiàn)象,除造成生產(chǎn)效率下降外,瓶蓋損耗同時增加。真空閥、泄壓閥密封不嚴(yán)容易產(chǎn)生灌裝液位上升現(xiàn)象。氣閥扁形墊密封磨損或脫落,容易造成灌裝過程中翻酒(CO2溢出形成的噴涌)現(xiàn)象。酒閥座密封是關(guān)閉酒閥的密封部件,對以上酒閥動態(tài)密封每次生產(chǎn)完畢,操作人員或設(shè)備維護(hù)人員要對夾瓶橡膠等密封狀況進(jìn)行全面檢查,更換磨損密封件,確保下一班次灌裝生產(chǎn)液位保持一致性。對靜態(tài)密封也要定期檢查。
2.2回氣管和反射環(huán)的維護(hù)
回氣管應(yīng)用專用工具進(jìn)行拆裝,每次生產(chǎn)結(jié)束后,要檢查其回氣管的彎曲度,并做必要的調(diào)整。如反射環(huán)出現(xiàn)爛邊、毛邊、缺口現(xiàn)象,啤酒反射到瓶子內(nèi)壁時,二氧化碳容易從啤酒內(nèi)析出,瓶內(nèi)壓力迅速升高,啤酒泡沫增加,出現(xiàn)啤酒灌裝不足量現(xiàn)象。
2.3保持氣閥撥輪的靈活性
如氣閥撥輪上的壓力拉桿在撥動酒針時受阻,在灌裝過程中啤酒瓶內(nèi)壓力與酒缸壓力相等時,酒針彈簧很難自動彈起,酒針密封性能減退,容易出現(xiàn)灌裝不足量、翻酒現(xiàn)象。一般在啤酒銷售淡季對氣閥撥輪的導(dǎo)件、制動圓盤(或制動圓弧件)O型圈、壓力環(huán)等配件徹底檢查、更換,壓力環(huán)最好使用進(jìn)口的尼龍1010材料,其壽命是國產(chǎn)件的2倍以上,厚度尺寸以壓力拉桿的中心線對正為準(zhǔn)。
2.4酒缸及托瓶氣缸密封
啤酒灌裝過程中,酒缸的氣密度對保持CO2在啤酒中穩(wěn)定作用是相當(dāng)重要的,也是保持灌裝液位一致性的關(guān)鍵要素。除酒閥、氣閥撥輪、酒閥與酒缸的連接密封以外,與酒缸接觸的上蓋、壓力表、溫度表、CO2接口、自動排氣閥等密封也應(yīng)定期測試,常用的方法是CIP時酒缸、酒閥、各種連接管件充滿水時記錄所有漏點(diǎn),更換磨損(或損壞)的密封。托瓶氣缸每年要清洗一次,更換密封,做好托瓶氣缸日常,每個班次對托瓶氣缸滾輪、升降滑道用油霧氣進(jìn)行噴射,托瓶氣缸所用壓縮空氣用液壓油每周應(yīng)添加2次。
2.5設(shè)備其它因素
高壓激沫壓力應(yīng)控制在1.5-3.0Mpa,保持噴射噴嘴的垂直度,調(diào)整高壓激泡噴嘴與壓蓋機(jī)之間的空間距離,以細(xì)沫溢到瓶口壓蓋為最佳;裝酒壓蓋機(jī)生產(chǎn)運(yùn)行要求穩(wěn)定、持續(xù)、流暢,瓶流舒暢;真空、泄壓閥桿、對中罩、酒閥彈簧、壓力拉桿等易損元件要定期檢查;液位自動控制元件要保持完好,槽內(nèi)計(jì)量儀中的引電器做好防護(hù)。
3.操作過程控制
3.1保持啤酒瓶型一致性
同一品種的瓶型,不同廠家生產(chǎn)、不同批次,盡管啤酒瓶容量、直徑、高度一致,瓶頸存在差異,也容易造成灌裝液位偏差;洗瓶機(jī)出口啤酒瓶溫度、空瓶洗凈率同樣對保持灌裝液位一致性造成一定影響。保證進(jìn)入裝酒壓蓋機(jī)的啤酒質(zhì)量,是啤酒液位管理的第一道工序。
3.2掌控好灌裝參數(shù)
酒缸CO2備壓壓力控制在0.2-0.3MPa,在保證灌裝穩(wěn)定的前提下,盡量采用酒缸壓力下限,啤酒灌裝溫度控制在0-2℃,托瓶氣缸壓力控制在0.3Mpa;酒缸內(nèi)液位掌控在滿量高度的45%-65%,避免滿缸現(xiàn)象;接、換酒的時候,控制好啤酒在管路里的流速。在啤酒灌裝過程中,CO2在啤酒中飽和的越好,灌裝液位就越穩(wěn)定。
3.3可采用全方位空瓶檢驗(yàn)機(jī)(EBI)和裝酒壓蓋機(jī)后液位檢測儀(FBI)
通過空瓶檢驗(yàn)機(jī)可檢驗(yàn)并剔除異型瓶、瓶口破損瓶,避免異型瓶造成液位不一致和灌裝過程瓶口破損頻繁損壞夾瓶橡膠現(xiàn)象;通過液位高頻檢測,可迅速查找啤酒低液位灌裝閥的信息,以便及時進(jìn)行維修。
3.4每班記錄超出液位范圍的酒閥號
根據(jù)低液位、高液位的酒閥狀態(tài),檢查氣閥撥輪、酒針(氣閥)密封、對中罩、夾瓶橡膠、反射環(huán)、真空閥、泄壓閥、瓶托等配件,對異常情況進(jìn)行處理。