襪子包裝生產(chǎn)線方案設(shè)計(jì)

摘? 要：襪子作為生活的必需品，是紡織類消費(fèi)品主體。所以襪子包裝的自動化也越來越受襪子生產(chǎn)企業(yè)的關(guān)注。本文以成人短棉襪為研究對象，根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提供形狀尺寸參數(shù)，包裝形式采取騎馬標(biāo)和腰封形式;針對襪子材料尺寸特征及其包裝工藝要求，提出了適用于襪子特點(diǎn)的包裝生產(chǎn)線工藝路線和生產(chǎn)線整機(jī)設(shè)計(jì);最后進(jìn)行生產(chǎn)線節(jié)拍和線平衡計(jì)算。

關(guān)鍵詞：襪子;工藝路線;生產(chǎn)線;線平衡

襪子是每個人生活必需品，并且更換周期短，所以市場需求量巨大，雖然我國襪廠眾多，織襪機(jī)械也發(fā)展較為成熟，但我國的襪子產(chǎn)業(yè)仍是勞動密集型產(chǎn)業(yè)。襪子后處理中的定型、貼標(biāo)、配對、包裝已實(shí)現(xiàn)了半自動化，其中，Salvetti S等人針對長襪發(fā)明了一種縫標(biāo)與折疊為一體的襪子包裝機(jī)械。此機(jī)構(gòu)針對長筒襪的進(jìn)行縫標(biāo)，然后自由掛襪完成折疊。毛建超，王璐等人，設(shè)計(jì)了的全自動棉襪包裝機(jī)。實(shí)現(xiàn)了襪子的疊置、對折、騎馬標(biāo)成型、釘膠針、插襪鉤、貼標(biāo)、裝袋、封口等包裝工序。雖然半自動化機(jī)構(gòu)相對成熟，但尚未形成系統(tǒng)化、連接性的生產(chǎn)線。本文將根據(jù)襪子自身特性，針對性地提出一種新型自動化襪子包裝生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)方案。

1 包裝物材質(zhì)和尺寸確定

根據(jù)市場上的襪包裝生產(chǎn)需求，確定本文的研究對象為成人棉短襪，其中棉襪材質(zhì)通常是指合成纖維類襪子，因此確定研究對象材質(zhì)為含棉量為60%～85%的滌綸棉襪和腈綸棉襪。根據(jù)襪行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對其結(jié)構(gòu)外形尺寸進(jìn)行分析，紡織行業(yè)襪子標(biāo)準(zhǔn)中對襪子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求，主要通過襪底長，襪筒長以及襪筒寬的尺寸公差范圍確定合格品與不合格品。所以確定研究對象的主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)為：襪底長為17-24cm，襪身長度根據(jù)襪底長與襪身長尺寸比值確定為7-16cm。襪寬取標(biāo)準(zhǔn)尺寸8cm。

2 襪子包裝工藝分析

在確定研究對象材質(zhì)和包裝形式后，結(jié)合目前企業(yè)包裝過程中的工藝流程，針對襪子包裝過程中的后處理和包裝階段對生產(chǎn)線工藝進(jìn)行分析制定工藝路線。

2.1 包裝工藝流程分析

針對常見的襪子包裝形式，結(jié)合目前企業(yè)包裝過程中的工藝流程，針對襪子包裝過程中的后處理和包裝階段進(jìn)行具體操作工藝分析。包裝工藝流程主要指根據(jù)產(chǎn)品包裝要求，針對被包裝物的特點(diǎn)制定的一系列的包裝過程與方法，也稱加工流程。本文針對襪子包裝形式要求，將襪子的包裝工藝過程分為后整理和包裝兩個階段，如圖1所示，其中后整理階段包括配對和折疊工藝，包裝工藝則包括縫騎馬標(biāo)工藝和腰封工藝。

2.2 生產(chǎn)線工藝路線

針對各工藝進(jìn)行襪子包裝進(jìn)出狀態(tài)的分析。首先配對工藝采取同人工一樣的方式，將同一型號的襪子平鋪進(jìn)入配對工藝，配對完成后，機(jī)器內(nèi)兩個工位合并成一個工位，但相對位置不發(fā)生改變，可以不需連接機(jī)構(gòu)，進(jìn)入下一步工藝。折疊工藝可分為兩種方法，分別為上翻折，下翻折。是將配對好的襪子，沿襪跟縫合線處折疊。騎馬標(biāo)工藝的物料包括掛鉤和卡紙，工藝過程需要襪子插入折疊的卡紙當(dāng)中，需要直線進(jìn)入，因此此時需要機(jī)構(gòu)將襪子推送至騎馬標(biāo)工藝。腰封機(jī)構(gòu)需要襪子進(jìn)入時為豎直方向，所以在騎馬標(biāo)工藝和腰封工藝中間為襪子轉(zhuǎn)向傳送的機(jī)構(gòu)。本文生產(chǎn)線擬采用剛性連接方式但采用推送機(jī)構(gòu)完成各工位之間的過度，工藝流程為采用定型后的人工整理放襪，經(jīng)過后整理階段的配對和折疊，中間為剛性連接，通過工位整理使得襪子的位置不會發(fā)生偏移提高折疊的美觀度。折疊工藝完成后由推送機(jī)構(gòu)推送至縫標(biāo)機(jī)上，縫標(biāo)完成后通過轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，使襪子沿襪長方向豎直進(jìn)入腰封機(jī)構(gòu)。

3 生產(chǎn)線整體實(shí)現(xiàn)

通過生產(chǎn)工藝的主要機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其中包括配對機(jī)構(gòu)，折疊機(jī)構(gòu)，縫標(biāo)機(jī)構(gòu)和腰封機(jī)構(gòu)，以及輔助設(shè)備的生產(chǎn)線傳送與推送部件的設(shè)計(jì)，完成整條生產(chǎn)線的裝配，如圖2所示為組裝完成的包裝生產(chǎn)線。

4 生產(chǎn)線節(jié)拍與線平衡優(yōu)化

通過氣缸的行程及速度的設(shè)計(jì)要求，分別計(jì)算各工序的生產(chǎn)節(jié)拍，配對工序3.06s;折疊工序4.08s;縫標(biāo)工序4.1s;腰封工序4.82s。通過節(jié)拍時間可明顯看出生產(chǎn)線瓶頸工序?yàn)檠夤に嚕鶕?jù)原腰封機(jī)構(gòu)的運(yùn)動原理可以看出，可以將托襪機(jī)構(gòu)取消，通過傳送帶閉合將襪子送出，可將原機(jī)構(gòu)的節(jié)拍時間優(yōu)化至4.26s。根據(jù)生產(chǎn)線平衡公式：

對生產(chǎn)線的平衡率進(jìn)行計(jì)算，可得效率為：90%，延遲率為：10%，生產(chǎn)效率有了顯著提升，生產(chǎn)線能夠正常運(yùn)行且滿足生產(chǎn)力需求。

5 結(jié)語

本文針對襪子生產(chǎn)企業(yè)需求設(shè)計(jì)襪子包裝生產(chǎn)線，主要通過研究襪子包裝機(jī)械單機(jī)，針對所涉及的襪子特性進(jìn)行研究，根據(jù)包裝形式要求，設(shè)計(jì)工藝路線和生產(chǎn)線布局。最后對生產(chǎn)線的平衡進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)，通過計(jì)算生產(chǎn)線節(jié)拍和平衡率優(yōu)化了關(guān)鍵單機(jī)的生產(chǎn)節(jié)拍。該生產(chǎn)線提高了襪子包裝的生產(chǎn)效率，減少了操作人員，降低了成本。

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作者簡介：鄭輝（1992—），男，江蘇鹽城人，江南大學(xué)碩士生，研究方向包裝機(jī)械與生產(chǎn)線。