智能機(jī)械包裝工程在染料成品包裝的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間：2022-04-18

智能機(jī)械包裝工程在染料成品包裝的應(yīng)用

儲(chǔ)于順

日期：2021年4月10日

一、引言
1、國內(nèi)染料市場整體情況
染料工業(yè)，屬于精細(xì)化化工，是我國化工行業(yè)的主要產(chǎn)業(yè)之一，具有重要的產(chǎn)業(yè)地位。根據(jù)公開資料顯示，目前我國染料年產(chǎn)能占全球產(chǎn)能的60%以上，占全球40%以上的市場份額，常規(guī)生產(chǎn)品種約八百多個(gè)，染料中間體年產(chǎn)量約45萬噸，是名副其實(shí)的染料生產(chǎn)和使用大國。同時(shí)國內(nèi)的染料生產(chǎn)企業(yè)約有450余家，但主要集中在浙江龍盛、閏土、吉華、湖北華麗、江蘇亞邦、錦雞等企業(yè)， 
2、染料企業(yè)的生產(chǎn)概況
    由于染料的成品，主要是以粉末狀固體為主。其特性為顆徑細(xì)，顆粒約為10um。比重輕，一般染料的比重約為0.3~0.4T/m3，含水量較小，常規(guī)低于10%。因而在成品包裝過程中，容易產(chǎn)生大量的粉塵，同時(shí)由于染料所使用的生產(chǎn)原料多，工藝復(fù)雜，主要以苯、萘、蒽醌等原料為主要材料，經(jīng)過一系列有機(jī)合成單元操作，合成各種染料中間體，進(jìn)而合成染料。在后續(xù)的生產(chǎn)包裝過程中，會(huì)產(chǎn)生大量廢氣。目前國內(nèi)的染料生產(chǎn)企業(yè)，基本還延續(xù)著傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，即人工進(jìn)行稱重包裝，由于缺少相應(yīng)的防護(hù)及整體化的機(jī)械包裝設(shè)備，在包裝過程中污染物通過簡單處理后排放甚至直排的情況大量存在，嚴(yán)重威脅著生態(tài)環(huán)境，同時(shí)也對生產(chǎn)人員健康有大的影響。

 3、目前染料企業(yè)成品包裝現(xiàn)狀

目前各染料生產(chǎn)企業(yè)，在成品包裝過程中，基本上使用的是袋包裝或箱裝兩種規(guī)格，袋包裝形式為：編織袋內(nèi)襯PE塑料袋。箱裝形式為：紙箱內(nèi)襯PE塑料袋。目前企業(yè)普遍使用人工進(jìn)行稱重包裝，從放料口開始接料，到放完后進(jìn)行復(fù)秤及后道的扎袋、封箱（編織袋縫口）、堆碼等，各個(gè)工序均有人工處理完成，一般情況下，按照簡易化的生產(chǎn)流程，一個(gè)放料口的生產(chǎn)班組約為3~5人（見圖一）。一般情況下至少有兩個(gè)班組在生產(chǎn)（如龍盛、閏土、吉華等這些行業(yè)內(nèi)大企業(yè)，基本上極少有10個(gè)以上的班組在生產(chǎn)）。企業(yè)的用工量極大，與此同時(shí)，當(dāng)前的包裝工人普遍年齡在四五十歲以上，對于環(huán)境差、有污染的生產(chǎn)場所（見圖二），年輕人員基本上是趨之若鶩，因此隨著企業(yè)招工難度大、用工成本的普遍上漲以及企業(yè)對成品稱重包裝精度與合格率的不斷提升，一體化機(jī)械智能包裝已經(jīng)是一種趨勢所向，同時(shí)國家也在大力整理各項(xiàng)化工企業(yè)的污染問題，因此，一種智能化的機(jī)械包裝整體工程設(shè)備即將會(huì)使得各染料化工企業(yè)作為技術(shù)整改的標(biāo)準(zhǔn)所需。

                     

                                                          （圖一）                                                                                       （圖二）

 二、染料成品機(jī)械包裝工程的組成
在當(dāng)今全球染料生產(chǎn)行業(yè)，美歐等國家的生產(chǎn)企業(yè)基本都是向東南亞國家遷移，因此在染料的智能化包裝工程設(shè)備方面，沒有先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，目前，國內(nèi)染料生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)過經(jīng)常不斷競爭，企業(yè)合并與重組的現(xiàn)像較多，染料生產(chǎn)逐步向大型、連續(xù)、智能等方面進(jìn)行，成品機(jī)械包裝設(shè)備作為生產(chǎn)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，其效率性直接關(guān)乎著企業(yè)的整體生產(chǎn)量，因此設(shè)備制造企業(yè)只能借鑒目前使用的相關(guān)設(shè)備以及結(jié)合使用單位的工藝要求進(jìn)行不斷的整改提升，以此來滿足用戶的需求。
染料成品的智能機(jī)械工程設(shè)備主要由：機(jī)械包裝設(shè)備、脈沖除塵設(shè)備、開箱設(shè)備（箱裝）、自動(dòng)制袋套箱設(shè)備（箱裝）、全自動(dòng)封箱設(shè)備（箱裝）、自動(dòng)縫包設(shè)備（袋裝）、識(shí)別系統(tǒng)（箱裝）、碼垛設(shè)備等組成。
1、機(jī)械包裝設(shè)備
機(jī)械稱重包裝設(shè)備分無人化操作模式及半自動(dòng)操作模式。是整個(gè)染料成品智能化機(jī)械包裝工程的核心部分，粉體染料因?yàn)閱蝺r(jià)相對較高，同時(shí)企業(yè)要提高整體生產(chǎn)量及降低包裝車間粉塵問題，所以用戶普遍要求機(jī)械包裝設(shè)備需具備稱重精度高、包裝速度快、減少人工數(shù)量及包裝環(huán)境提升等標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)染料企業(yè)往往根據(jù)市場所需，會(huì)生產(chǎn)幾十甚至上百個(gè)品種，生產(chǎn)企業(yè)不可能為一個(gè)品種去設(shè)置一套完整的生產(chǎn)線，因此，往往一套機(jī)械包裝設(shè)備需要包裝多個(gè)不同品種的產(chǎn)品，所以，機(jī)械包裝設(shè)備的兼容包裝也是需要考慮的問題。

1.1半自動(dòng)機(jī)械稱重包裝設(shè)備
目前國內(nèi)染料的成品主要通過兩種設(shè)備進(jìn)行成品出料：一是噴塔干燥設(shè)備出料，二是拼混設(shè)備混拼后出料。要使用機(jī)械包裝設(shè)備，就要考慮到空間高度問題，而現(xiàn)狀是國內(nèi)眾多的染料生產(chǎn)企業(yè)，之前的生產(chǎn)設(shè)備主要圍繞人工操作模式，因此，前端設(shè)備普遍設(shè)置較矮，出料口離地高度普遍在1.5米以內(nèi)，更甚至低于1米的也存在。如計(jì)劃使用普通的機(jī)械包裝設(shè)備，因高度問題，無法直接使用。這樣的一種局面造就了如果企業(yè)要使用機(jī)械包裝，就要更改目前的現(xiàn)有設(shè)備，一是提升噴塔或混拼設(shè)備的高度，二是通過其他物料轉(zhuǎn)送方式進(jìn)行物料的提升輸送，方能實(shí)現(xiàn)機(jī)械智能定量包裝。但無論哪一種，都將是高投入資金的局面。結(jié)合用戶的實(shí)際情況，設(shè)備制作企業(yè)設(shè)計(jì)出一款適用于低矮出料口的專用智能機(jī)械包裝設(shè)備（見設(shè)備小樣圖三）。
它無需讓企業(yè)去改變現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備，更無需增加配套設(shè)施，該設(shè)備僅需要一人操作，就可現(xiàn)實(shí)自動(dòng)定量稱重，它既可以對袋裝染料進(jìn)行稱重包裝，亦可以對箱裝染料進(jìn)行稱重包裝，同時(shí)設(shè)計(jì)中考慮到包裝袋（箱）的規(guī)格尺寸不同，從而設(shè)計(jì)成可調(diào)節(jié)式的稱重托臺(tái)。而且設(shè)計(jì)過程中充分考慮粉塵收集的要素，采用漲氣式的夾袋裝置，使得物料在整個(gè)稱重過程中基本在相對密閉的環(huán)境下進(jìn)行，杜絕了落料粉塵外溢的現(xiàn)象，生產(chǎn)環(huán)境大為改善。采用伺服控制系統(tǒng)，稱重精度穩(wěn)定、產(chǎn)能保證。設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，內(nèi)存物料清理方便，在整體清理中可以直接使用水清理，方便染料生產(chǎn)用戶快速更換包裝品種。同時(shí)考慮到部分用戶出料口多，但不持續(xù)生產(chǎn)的現(xiàn)狀，為降低用戶的資金投入，設(shè)備設(shè)計(jì)成軌道式的移動(dòng)模式，方便用戶根據(jù)自身生產(chǎn)需求進(jìn)行臨時(shí)調(diào)整。
這樣的設(shè)備對于中小型染料生產(chǎn)企業(yè)，是一個(gè)性價(jià)比較高的選擇，但整體而言，還是需要使用人工操作。無法現(xiàn)實(shí)無人化模式。

   （小樣圖三）

 1.2 無人化機(jī)械稱重包裝設(shè)備
隨著很多擴(kuò)并后企業(yè)的重組整改及新成立的企業(yè)對于生產(chǎn)設(shè)備的綜合布局考慮，目前很多企業(yè)已經(jīng)將染料的后端生產(chǎn)設(shè)備的高度進(jìn)行了調(diào)整，以此來滿足減少人工操作的智能化管理理念，因而，一體式的智能化機(jī)械包裝稱重設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。（見設(shè)備小樣圖四）

（設(shè)備小樣圖四）

 該設(shè)備工作流程：自動(dòng)接入紙箱-紙箱定位-紙箱提升-防塵壓蓋-自動(dòng)給料-精度辨識(shí)-二次稱重給料-稱重結(jié)束降箱-紙箱移出
整個(gè)運(yùn)行流程依托PLC程序控制，設(shè)備充分考慮到染料生產(chǎn)用戶對于各種成品包裝的紙箱規(guī)格大小、成品稱重的重量范圍、對于粉塵環(huán)境的控制要求等因素，實(shí)現(xiàn)了無人化運(yùn)行的目的。
1.2.1紙箱的自動(dòng)接入：通過光電信號(hào)的控制，結(jié)合秤體運(yùn)行的實(shí)際情況，設(shè)備將自動(dòng)接入空箱。
1.2.2紙箱定位：空箱接入后，根據(jù)到位信號(hào)，設(shè)備將鎖定空箱位置，讓其對中秤體出料口。
1.2.3 紙箱提升：防止在落料過程中，降低物料的落料沖擊力，將空箱進(jìn)行適當(dāng)高度的提升，減少物料對紙箱的沖擊。
1.2.4 防塵壓蓋：在落料中，對敞口紙箱進(jìn)行敞口的壓蓋，主要是防止落料中產(chǎn)生的揚(yáng)塵，該系統(tǒng)將于脈沖除塵裝置銜接使用，基本實(shí)現(xiàn)落料無粉塵外溢現(xiàn)象。
1.2.5自動(dòng)給料：紙箱到位后，系統(tǒng)將根據(jù)到位信號(hào)的確認(rèn)，向紙箱內(nèi)自動(dòng)進(jìn)行染料成品的灌裝，給料模式設(shè)定多種速度，可以進(jìn)行靈活調(diào)整，來滿足不同生產(chǎn)量。
1.2.6 精度辨識(shí)：系統(tǒng)將根據(jù)設(shè)定的重量稱重程序，自動(dòng)修正給料的速度，依次來實(shí)現(xiàn)稱重精度的穩(wěn)定性。
1.2.7二次稱重給料：為了滿足用戶提出的稱重精度控制到千分之一以內(nèi)，設(shè)備設(shè)定二次稱重給料方式，在一次給料的精度狀態(tài)下，根據(jù)實(shí)際稱重精度，進(jìn)行更細(xì)化的精度補(bǔ)充，以達(dá)到更高的稱重精度要求。
1.2.8稱重結(jié)束：當(dāng)設(shè)備達(dá)到設(shè)定的大精度值后，系統(tǒng)將停止設(shè)備的給料模式，稱重工作結(jié)束，在延遲吸塵信號(hào)給出后，紙箱將降低至輸送線，輸送機(jī)將紙箱送出，光電信號(hào)判定后完成一個(gè)紙箱的標(biāo)準(zhǔn)包裝稱重任務(wù)。
本套無人化機(jī)械稱重包裝設(shè)備設(shè)計(jì)精巧，無論從高度及所占空間，都以用戶為中心發(fā)出，減少空間的占用量。設(shè)備使用了大量傳感信號(hào)控制系統(tǒng)，整個(gè)運(yùn)行流程無人化。設(shè)備采用包圍式設(shè)計(jì)，采用人機(jī)界面，方便使用者操作設(shè)定流程。
這樣的設(shè)備，對于大型企業(yè)實(shí)現(xiàn)無人化生產(chǎn)，是不錯(cuò)的選擇，但是該設(shè)備不適用于編織袋包裝。但根據(jù)目前染料企業(yè)生產(chǎn)情況，80%以上的染料生產(chǎn)企業(yè)，均采用紙箱包裝。但，選擇這樣的無人化機(jī)械稱重包裝設(shè)備，就需要考慮其他設(shè)備的銜接，因?yàn)閮H僅這樣的一套無人化機(jī)械稱重包裝設(shè)備是無法實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)車間無人化的運(yùn)作管理的。企業(yè)想要實(shí)現(xiàn)成品的智能生產(chǎn)包裝，就需要考慮到整套的機(jī)械工程布局。以紙箱包裝為例，就需要使用到開箱機(jī)、制袋套箱機(jī)、理袋熱合機(jī)、封箱機(jī)、碼垛設(shè)備等。
2、自動(dòng)開箱機(jī)
自動(dòng)開箱機(jī)是整套工程設(shè)備中的前端，是設(shè)備自動(dòng)將折疊成紙板箱板打開，并完成下部分膠帶粘合后成型一個(gè)紙箱。目前傳統(tǒng)的使用方式為人工對紙板進(jìn)行開箱封底，使之成為一個(gè)空紙箱，人工開箱速度較慢，且工作強(qiáng)度較大，因此使用開箱機(jī)，不僅能夠提高整體生產(chǎn)效率，同時(shí)也是降低了用工數(shù)量。（詳見設(shè)備小樣圖五）。
自動(dòng)開箱機(jī)針對箱紙板有一定的要求，如邊角倒圓、增加折痕深度等，都是保障的開箱中的合格率。
該設(shè)備也可以單純代替人工開箱這個(gè)環(huán)節(jié)。作為智能化染料成品機(jī)械包裝工程的一部分，它將開完整的空箱輸送至后端的自動(dòng)制袋套箱設(shè)備。

（設(shè)備小樣圖五）

因目前染料生產(chǎn)企業(yè)的包裝規(guī)格較多，因此，在更換不同規(guī)格的紙箱時(shí)候，就需要人工尺寸的進(jìn)行調(diào)整，針對這一現(xiàn)象，很多企業(yè)在布置生產(chǎn)線的時(shí)候，對紙箱的規(guī)格進(jìn)行了統(tǒng)一，一般情況下一條獨(dú)立的生產(chǎn)線都使用一種規(guī)格的紙箱，以方便智能化的規(guī)范管理。
3、自動(dòng)制袋套箱機(jī)
傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝中，都是企業(yè)預(yù)先準(zhǔn)備好標(biāo)準(zhǔn)的PE塑料內(nèi)袋，在稱重包裝前，人工套入紙箱內(nèi)等待包裝。這樣的工序有兩個(gè)環(huán)節(jié)組成，一是需要購置標(biāo)準(zhǔn)PE袋，二是需要人工再次進(jìn)行套裝，無論從經(jīng)濟(jì)角度還是生產(chǎn)效率，需要進(jìn)行改變，因此，自動(dòng)制袋套箱機(jī)就是生產(chǎn)企業(yè)的不二選擇（詳見設(shè)備小樣圖六）。
它僅需要用戶采購成卷的PE膜，當(dāng)空箱進(jìn)入定位后，系統(tǒng)將首先對卷膜一頭進(jìn)行熱合處理，考慮到熱合的效果對包裝密閉的重要性，因此熱合采用雙道熱合，即熱合兩條。這樣即使有一條熱合出現(xiàn)漏點(diǎn)，另一條也能保障底部的密閉性。設(shè)備根據(jù)用戶紙箱的規(guī)格，設(shè)定袋子的長度尺寸，送膜系統(tǒng)在達(dá)到設(shè)定的長度后停止，裁剪裝置將進(jìn)行切割，這樣就形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的PE塑料袋。設(shè)備中的開袋裝置將PE塑料袋根據(jù)紙箱的長寬規(guī)格曾四角打開，套入紙箱內(nèi)，同時(shí)吹氣裝置將向PE塑料袋內(nèi)吹氣，讓袋子四周充分貼邊與紙箱內(nèi)壁。
該裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜是一套多體運(yùn)行結(jié)合接卸設(shè)備，在運(yùn)行中，不僅要使得PE內(nèi)袋的熱合完整無誤，還需要套箱的完整性合格，否則將直接影響到后道稱重包裝及自動(dòng)理袋熱合的效果。

（設(shè)備小樣圖六）

 目前自動(dòng)制袋套箱機(jī)在程序設(shè)定方面做到了簡單化、易操作的程度，即如果需要更換不同規(guī)格的紙箱，僅需要在人機(jī)界面上輸入相對應(yīng)的參數(shù)，系統(tǒng)將根據(jù)修訂的參數(shù)，讓設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整以滿足實(shí)際生產(chǎn)所需。
4、自動(dòng)理袋熱合設(shè)備
經(jīng)過開箱、制袋套箱、自動(dòng)稱重包裝后，即需要進(jìn)入到一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)-自動(dòng)理袋熱合。
目前絕大多數(shù)染料生產(chǎn)企業(yè)在這個(gè)環(huán)節(jié)均采用人工處置方式，就是將PE塑料內(nèi)袋人工用扎絲（扎扣）進(jìn)行密封。這個(gè)環(huán)節(jié)如果沒有實(shí)現(xiàn)無人化，則整體的染料成品智能包裝工程系統(tǒng)就無法實(shí)現(xiàn)。因此自動(dòng)理袋熱合設(shè)備就是填補(bǔ)這個(gè)空白。它將稱重包裝好的紙箱，進(jìn)行PE內(nèi)袋的整理并進(jìn)行熱封處理，使之形成包裝內(nèi)袋的密閉完整性。（詳見設(shè)備小樣圖七）

（設(shè)備小樣圖七）

該設(shè)備運(yùn)行流程為：紙箱的定位-內(nèi)袋的整理-袋內(nèi)空氣排除-PE內(nèi)袋的熱封-袋子的整形-紙箱的送出
4.1紙箱的定位：根據(jù)紙箱規(guī)格的參數(shù)，制定紙箱定位尺寸。
4.2內(nèi)袋的整理：提袋裝置將自動(dòng)把套在紙箱的PE塑料內(nèi)袋進(jìn)行拉起并拉直整理。
4.3袋內(nèi)空氣排出：整理后的PE塑料內(nèi)袋需要對其袋內(nèi)的空氣進(jìn)行排放，以防止熱合后形成袋內(nèi)的鼓包，影響后續(xù)的自動(dòng)封箱效果。
4.4制動(dòng)熱封：熱合裝置將對PE塑料內(nèi)袋進(jìn)行熱封，考慮到整體熱封的安全效果，設(shè)計(jì)成雙道熱封，保障熱封的合格率。
4.5內(nèi)袋的整理：這是一種重要的環(huán)節(jié)，熱封口的袋口，需要用過機(jī)械方式進(jìn)行整理，否則在后道自動(dòng)封箱過程中，容易內(nèi)袋外露，影響包裝的美觀度。
該裝置需要結(jié)合脈沖設(shè)備一體使用，因?yàn)樵谂懦龃鼉?nèi)空氣的時(shí)候，有可能會(huì)順帶吸附出及少量染料，為防止染料直接排放到大氣，形成污染，因此需要和除塵系統(tǒng)進(jìn)行對接使用。
該裝置結(jié)構(gòu)復(fù)查，但操作性相對容易，通過人機(jī)界面設(shè)定的參數(shù)，設(shè)備會(huì)自動(dòng)修正相關(guān)運(yùn)行參數(shù)。但設(shè)備的維護(hù)細(xì)節(jié)較多，需要用戶單位關(guān)注并經(jīng)常性的進(jìn)行相關(guān)部件尤其是熱封裝置的清潔維護(hù)。
5、全自動(dòng)封箱機(jī)
自動(dòng)封箱機(jī)主要是將紙箱的上半部分進(jìn)行自動(dòng)折蓋并粘貼膠帶，目前國內(nèi)市場上的封箱機(jī)制作單位比較多，但基本上都是不能自動(dòng)調(diào)整封箱的尺寸，即在運(yùn)行中往往只能對一個(gè)規(guī)格尺寸的紙箱進(jìn)行封箱，如同時(shí)有其他規(guī)格的紙箱進(jìn)入，則就無法正常使用。因此，一種能夠隨時(shí)隨地自動(dòng)調(diào)整封箱尺寸的設(shè)備，就顯得更受用戶的青睞。
該設(shè)備能夠根據(jù)紙箱不同的規(guī)格，在運(yùn)行中自動(dòng)調(diào)整封箱的寬度、高度，以滿足一臺(tái)設(shè)備可以適應(yīng)不同產(chǎn)品的封箱要求（詳見設(shè)備小樣圖八）

（設(shè)備小樣圖八）

 該設(shè)備可以作為單一規(guī)格紙箱進(jìn)行封箱使用，如需要同時(shí)兼容不同規(guī)格的紙箱，就需要在前端對紙箱進(jìn)行一個(gè)“身份”識(shí)別，該內(nèi)容將在后面的整體布局介紹中會(huì)有描述。
6、碼垛系統(tǒng)
碼垛設(shè)備作為包裝的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，曾經(jīng)因受限于碼垛機(jī)器人的成本高昂，維護(hù)復(fù)雜等因素，使得眾多染料生產(chǎn)企業(yè)放棄了選擇，而采用人工方式進(jìn)行堆碼。
人工堆碼首先是人員的使用數(shù)量，其次是人工的勞動(dòng)強(qiáng)度，一般染料的成品紙箱的高度約為0.5米左右，每箱的重量約為25kg，一個(gè)托盤的標(biāo)準(zhǔn)堆碼大多為3層，每層12箱，一個(gè)托盤合計(jì)36箱（900kg）。正常的一個(gè)出料口一小時(shí)的速度平均約為2.5噸（100箱）。使用人工操作，工作強(qiáng)度可想而知。
隨著國內(nèi)機(jī)器人的不斷發(fā)展，促使國外品牌的價(jià)格也從高位神壇走入相對親民的時(shí)代。機(jī)器人碼垛也越來越受到大中型染料生產(chǎn)企業(yè)的重視。無論從工作效率及安全性上考量，選擇使用機(jī)器人堆碼，是實(shí)現(xiàn)智能化機(jī)械包裝工程的最后一環(huán)。從而可以現(xiàn)實(shí)智能化的規(guī)范生產(chǎn)管理。
三、智能機(jī)械包裝工程在染料成品包裝的應(yīng)用
組成一套機(jī)械包裝的系統(tǒng)工程，需要將各個(gè)機(jī)械單機(jī)設(shè)備進(jìn)行功能性的銜接組合，是一套以多個(gè)裝置和子系統(tǒng)構(gòu)建的龐大體系。以滿足染料生產(chǎn)企業(yè)對于實(shí)現(xiàn)無人化智能包裝的需求。大中型染料生產(chǎn)企業(yè)都具有數(shù)十個(gè)以上的染料生產(chǎn)裝置，如何能夠在滿足其同時(shí)生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，還要實(shí)現(xiàn)投入少，效率高的要求。這就需要進(jìn)行優(yōu)化組合。
如一染料生產(chǎn)企業(yè)，有6支噴塔組成的生產(chǎn)車間，想要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的無人化生產(chǎn)，就需要在設(shè)計(jì)中充分考慮各設(shè)備的兼容性，同時(shí)還要終盤考慮用戶的現(xiàn)場布置情況，只有這樣才可以設(shè)計(jì)組合出一套機(jī)械包裝工程（如下圖九）。

 設(shè)計(jì)方案包含三套開箱及設(shè)備、三套制袋套箱設(shè)備、六套自動(dòng)稱重包裝設(shè)備、六套自動(dòng)理袋熱合設(shè)備、兩套自動(dòng)封箱設(shè)備、兩套機(jī)器人堆碼設(shè)備以及兩套托盤的輸送等，整個(gè)生產(chǎn)流程無人化。這樣的智能化機(jī)械包裝工程，可以滿足用戶在使用三種規(guī)格的紙箱基礎(chǔ)上，達(dá)到每小時(shí)15T的生產(chǎn)量。相較傳統(tǒng)人工模式下，以每支噴塔3個(gè)人工計(jì)算，可以每一班省卻18人的用工數(shù)，每年節(jié)省的人工成本約為250萬元以上。
再如一染料生產(chǎn)企業(yè)（如下圖），一包裝車間有12套拼混設(shè)備，混拼后的染料需要現(xiàn)實(shí)無人化的生產(chǎn)流程，同時(shí)需要考慮到設(shè)備的兼容性以及滿足用戶生產(chǎn)流程，因而設(shè)計(jì)成單邊六合一的包裝碼垛生產(chǎn)線。

 該工程系統(tǒng)每一套包含一臺(tái)自動(dòng)開箱設(shè)備、一套制袋套箱設(shè)備、兩臺(tái)自動(dòng)稱重包裝設(shè)備（移動(dòng)式）、一套自動(dòng)封箱設(shè)備、一套機(jī)器人堆碼設(shè)備以及一套托盤的輸送等�？梢詫�(shí)現(xiàn)每一邊兩種產(chǎn)品的同時(shí)生產(chǎn)包裝。為了減少機(jī)械包裝設(shè)備的投入，每一邊僅選用兩套機(jī)械包裝秤，挨序進(jìn)行稱重包裝使用。
同時(shí)存在很多染料包裝企業(yè)使用多種紙箱規(guī)格，因而有些設(shè)計(jì)模式在前端就需要考慮獨(dú)立的對應(yīng)配置，（如下圖）

該設(shè)計(jì)滿足用戶同時(shí)生產(chǎn)三個(gè)不同規(guī)格的紙箱產(chǎn)品，使用一套機(jī)器人碼垛系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無人化的生產(chǎn)包裝。
從以上三個(gè)設(shè)計(jì)方案中，我們發(fā)現(xiàn)，整套智能化機(jī)械包裝工程，除了單件設(shè)備外，還有眾多主要注意的點(diǎn)，如怎樣在使用多種規(guī)格的紙箱時(shí)候，封箱設(shè)備和碼垛設(shè)備如何進(jìn)行區(qū)分，如何保障入庫成品每箱的精度都在允許誤差范圍內(nèi)、如何確保正常使用等。
1、紙箱識(shí)別
識(shí)別不同規(guī)格的紙箱，在眾多使用兼容設(shè)備的工程系統(tǒng)中，是核心內(nèi)容，因?yàn)槿绻�使用一套全自�?dòng)封箱設(shè)備及一套機(jī)器人碼垛設(shè)備，那就要對每一個(gè)規(guī)格的紙箱進(jìn)行識(shí)別，這樣才能確保這些設(shè)備在封箱和抓取中，正確定位。所以我們要給紙箱制造一個(gè)獨(dú)立“身份”標(biāo)識(shí)，一般選擇用條形碼。每一個(gè)紙箱都對應(yīng)一個(gè)獨(dú)立的條形碼，該條形碼可以預(yù)先在系統(tǒng)中設(shè)定對應(yīng)好，通過專用噴繪條形碼的噴碼機(jī)或者在紙箱上直接打印好，亦可以把條形碼預(yù)先打印在標(biāo)簽上，屆時(shí)進(jìn)行標(biāo)簽的自動(dòng)粘貼即可（相應(yīng)增加了設(shè)備成本）。每一個(gè)規(guī)格的紙箱在進(jìn)入封箱設(shè)備或者機(jī)器人堆碼抓取前，都將通過掃碼機(jī)進(jìn)行條形碼的掃描識(shí)別。系統(tǒng)將根據(jù)相關(guān)信號(hào)數(shù)據(jù)，自動(dòng)對應(yīng)程序中的設(shè)置參數(shù)，以達(dá)到設(shè)備的自動(dòng)調(diào)整尺寸參數(shù)，從而避免了封箱不完整或者堆碼不成功的現(xiàn)象。方便了用戶的設(shè)備資金投入。
2、重量分選
機(jī)械稱重包裝設(shè)備，其包裝的稱重度會(huì)受到諸如物料的堆密度、含水量、流動(dòng)性及來料的持續(xù)性等因素的影響，從而造成偶發(fā)性的稱重精度不準(zhǔn)確，因此在智能機(jī)械包裝工程中，就需要考慮加入在線重量檢測復(fù)檢機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)將對每一箱的物料進(jìn)行復(fù)秤，如果復(fù)秤的精度在允許的誤差范圍內(nèi)，則該紙箱會(huì)自動(dòng)流入下一環(huán)節(jié)，如復(fù)秤精度在允許誤差范圍之外，則復(fù)檢機(jī)構(gòu)將不合格重量紙箱推出輸送線，并進(jìn)行報(bào)警，提示人工進(jìn)行干預(yù)。設(shè)置這個(gè)環(huán)節(jié)，主要是確保每一箱的稱重精度，均在合格線內(nèi)，以保障用戶的權(quán)益。
3、設(shè)備的正�；�使用
我們知道，一套智能化機(jī)械包裝工程系統(tǒng)，要讓其長期穩(wěn)定的運(yùn)行，對于日常的保養(yǎng)維護(hù)的分不開的。越是智能化的設(shè)備，越是需要有專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行日常的檢查和維護(hù)，目前國內(nèi)染料行業(yè)，自動(dòng)化控制方面技術(shù)性工作人員相對較少，因此對于設(shè)備的維護(hù)，也是每一個(gè)準(zhǔn)備添置類似智能機(jī)械工程設(shè)備的染料企業(yè)需要值得思考的地方
四、結(jié)論
數(shù)據(jù)顯示，2018年，我國染顏料行業(yè)銷售收入累計(jì)完成681.5億元，同比增長15.3%，中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測，2020年我國染顏料產(chǎn)量將達(dá)120萬噸。近年來中國、印度等國家的染料工業(yè)也因染料制造技術(shù)的轉(zhuǎn)移和紡織工業(yè)的快速發(fā)展涌現(xiàn)出一批具有較強(qiáng)生產(chǎn)能力和研發(fā)能力的企業(yè)，對于所有染料生產(chǎn)企業(yè)而言，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，改善生產(chǎn)環(huán)境，增強(qiáng)競爭優(yōu)勢就是必然要選擇的發(fā)展方向。染料成品的機(jī)械包裝及其智能化機(jī)械工程，降低企業(yè)的用工成本，減少了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，在安全和環(huán)保方面也具有非常重要的意義。同時(shí)也便于企業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，符合現(xiàn)代化工企業(yè)的要求。
當(dāng)然，隨著染料企業(yè)對成品包裝袋要求逐年的提高，在未來，如何實(shí)現(xiàn)100%的稱重精度的機(jī)械包裝稱重設(shè)備、如何繼續(xù)減少在包裝過程中粉塵外溢甚至無任何粉塵逃逸、如何使得包裝機(jī)械工程中單個(gè)機(jī)械設(shè)備的產(chǎn)能是我們從事機(jī)械工程人員研究的一個(gè)方向。

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