李立榮

(唐山三友化工股份有限公司,河北 唐山 063305)

成品小袋產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)自動(dòng)碼垛

李立榮

(唐山三友化工股份有限公司,河北 唐山 063305)

為降低碼垛費(fèi)用,增加有效庫(kù)容,成品小袋產(chǎn)品采用機(jī)器人碼垛機(jī)碼垛,并實(shí)現(xiàn)了兩條包裝生產(chǎn)線并線碼垛,使碼垛機(jī)的能力得到充分利用,碼垛機(jī)滿負(fù)荷工作,為國(guó)內(nèi)同行業(yè)首創(chuàng)。

碼垛;機(jī)器人;并線碼垛

我公司生產(chǎn)的小袋成品堿一直采取人工碼垛的方式進(jìn)行碼放,隨著產(chǎn)量的逐年提高,其弊端尤顯突出。主要是:①碼垛費(fèi)用高。②庫(kù)容利用率低。人工碼垛的高度為10層,最高為15層,空間利用率低;而機(jī)器人碼垛機(jī)的碼垛高度可達(dá)20層。③人工碼垛制約生產(chǎn)。采用人工碼垛受制于人員短缺及人員構(gòu)成等因素,不僅影響包裝速度,而且極易造成堵袋、掉袋,產(chǎn)品及原材料浪費(fèi)問題不容忽視。考察各新建及擴(kuò)建單位的自動(dòng)碼垛機(jī)使用情況,自動(dòng)碼垛系統(tǒng)的選用勢(shì)在必行。

1 設(shè)備選型

1)目前常用的碼垛機(jī)有傳統(tǒng)碼垛機(jī)、機(jī)器人碼垛機(jī)和全自動(dòng)碼垛機(jī),我們需要進(jìn)行綜合分析來解決選型問題。首先,傳統(tǒng)碼垛機(jī)和全自動(dòng)碼垛機(jī)(包括中、低位碼垛機(jī))的安裝需要足夠的空間,而輕灰站臺(tái)由于受庫(kù)容及各支撐梁的限制,安裝傳統(tǒng)碼垛機(jī)和全自動(dòng)碼垛機(jī)位置相對(duì)緊張;而機(jī)器人碼垛機(jī)一般位于生產(chǎn)線的后段,占地面積較小,場(chǎng)地使用效率高。其次,如果對(duì)碼垛貨盤的裝載形式或者碼垛對(duì)象進(jìn)行調(diào)整,傳統(tǒng)碼垛設(shè)備需要改變貨盤模板,這將是一個(gè)較大的機(jī)械變更,需要有軟件的支持,并且費(fèi)用也較高。而機(jī)器人碼垛機(jī)具備很強(qiáng)的操作靈活性,只要通過程序的變更,通過操作界面來完成,無需硬件和設(shè)備上的改造與設(shè)置。再者,根據(jù)基座形式不同,機(jī)器人碼垛機(jī)又分為固定基座型和臺(tái)架型。臺(tái)架機(jī)器人一般懸掛在臺(tái)架或者是大支架頂部的橫梁上,占地要比固定基座型大。

2)綜合以上因素,我們選用了哈爾濱博實(shí)自動(dòng)化設(shè)備有限公司的固定基座型機(jī)器人碼垛機(jī)。機(jī)器人為ABB公司產(chǎn)品,可根據(jù)設(shè)定的工藝流程來自動(dòng)完成包裝袋的整形、碼垛、上空托盤和垛盤輸送操作,碼好的垛盤由叉車叉運(yùn)到指定的貨位。碼垛機(jī)系統(tǒng)有急停、停止、自動(dòng)運(yùn)行和手動(dòng)運(yùn)行四種狀態(tài),可根據(jù)生產(chǎn)情況進(jìn)行選擇。碼垛高度可調(diào),碼垛速度可調(diào)。

2 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施及方案改進(jìn)

1)機(jī)器人碼垛機(jī)的能力為600～1000次/h,可以單手抓作業(yè),也可雙手抓作業(yè),而每臺(tái)包裝機(jī)的包裝能力為600袋/h,如使用高頻率碼垛機(jī)匹配1臺(tái)包裝機(jī)的碼垛,則碼垛機(jī)基本上是在半負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行。為充分發(fā)揮機(jī)器人碼垛機(jī)的能力,而又使設(shè)備磨損降至最低,我們選用的是雙手抓碼垛能力為600次/h的碼垛機(jī),其能力為1200袋/h。我們計(jì)劃將兩臺(tái)包裝機(jī)的輸送系統(tǒng)并線,實(shí)施并線碼垛,經(jīng)過反復(fù)論證,碼垛機(jī)安裝在一條主線上的站臺(tái)皮帶末端,并線位置設(shè)定在兩條輸出皮帶之間。

2)我們現(xiàn)場(chǎng)對(duì)輕灰小袋6條生產(chǎn)線進(jìn)行了反復(fù)甄選,發(fā)現(xiàn)輕灰小袋5#線和輕灰小袋6#線較容易實(shí)施。輕灰小袋5#線和輕灰小袋6#線同為主力包裝機(jī),兩臺(tái)包裝機(jī)安裝在同一水平高度,設(shè)備間距為6m,且兩條輸出皮帶之間沒有障礙物。

圖1 并線過渡皮帶安裝位置簡(jiǎn)圖

具體實(shí)施方案為:自動(dòng)碼垛機(jī)安裝在輕灰小袋5#線第3條站臺(tái)皮帶的末端,同時(shí)在輕灰小袋5#輸出皮帶和輕灰小袋6#輸出皮帶間安裝1條過渡皮帶,在過渡皮帶和輕灰小袋5#輸出皮帶上各安裝光電開關(guān),由PLC可編程序控制,在保證輕灰小袋5#包裝機(jī)包裝袋正常輸送的前提下,將輕灰小袋6#包裝機(jī)的包裝袋并入輕灰小袋5#線,并保證不和5#線的包裝袋發(fā)生沖突,然后統(tǒng)一由自動(dòng)碼垛機(jī)完成碼垛工作。

3)輕灰兩條包裝線的并線實(shí)施,使碼垛機(jī)的能力得到充分利用,滿負(fù)荷地工作,為國(guó)內(nèi)同行業(yè)首創(chuàng)。

3 效益計(jì)算

3.1 直接經(jīng)濟(jì)效益

1)碼垛費(fèi)用:兩機(jī)并線碼垛(輕灰小袋5#、6#包裝機(jī)并線)。按年碼小袋堿量(按1000袋/h計(jì)算)30.24萬t,人工碼垛費(fèi)4.75元/t計(jì)算。年減少碼垛費(fèi)用支出:30.24×4.75=143.64萬元

每年支出費(fèi)用:增設(shè)碼垛機(jī)監(jiān)護(hù)人員,叉車司機(jī)、叉車年油耗及日常維護(hù)費(fèi)用支出、設(shè)備年折舊費(fèi)及設(shè)備維護(hù)檢修費(fèi)等共計(jì)59萬元/年。

則年效益為:143.64-59=84.64萬元

2)減少皮帶輸送機(jī)磨損,設(shè)備維護(hù)、檢修費(fèi)用及用電費(fèi)用相應(yīng)減少,年節(jié)約費(fèi)用共計(jì)12.3萬元。

3)直接經(jīng)濟(jì)效益總計(jì)為:

84.64+12.3=96.94萬元/年

3.2 間接效益

由于碼放高度增加,垛型規(guī)范,有效庫(kù)容相應(yīng)增加;裝車時(shí),可以由叉車直接叉運(yùn)到裝車點(diǎn),省去了人工倒運(yùn)的工作量。由于不存在人為因素對(duì)生產(chǎn)的影響,破袋率相應(yīng)降低,包裝袋和產(chǎn)品損失降低。

4 尚需解決的問題

雖然實(shí)現(xiàn)了并線碼垛功能,但由于受兩包裝機(jī)包裝速度的制約,在站臺(tái)皮帶進(jìn)入碼垛機(jī)溜槽處或碼垛機(jī)輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)處偶有堵袋現(xiàn)象,會(huì)造成碼垛機(jī)驟停及袋子破損等問題,我們還將針對(duì)這些問題提出改進(jìn)措施,最大限度地發(fā)揮碼垛機(jī)的作用。

[1] 梁庚煌.運(yùn)輸機(jī)械手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 1983

[2] 《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》編輯委員會(huì).運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)(上冊(cè))[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1999

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1005-8370(2011)04-37-02

2011-05-05

李立榮(1973—),?？茖W(xué)歷,唐山三友化工股份公司成品車間設(shè)備工程師。