新型裝封箱車間柔性生產(chǎn)解決方案

唐 明，張 紅，黃慧鴻，謝 偉，王 超

（紅云紅河煙草（集團）有限責任公司紅河卷煙廠物流部，云南彌勒 652300）

0 引言

我國煙草行業(yè)條煙裝箱工藝模式通常采用的是集中裝箱，一臺封箱機組對應多臺包裝機組，這就造成多臺包裝機組的條煙混裝在同一件成品煙箱內(nèi)，當需要對包裝機組質(zhì)量進行追溯時，只能根據(jù)生產(chǎn)時間段推測可能存在質(zhì)量隱患的裝封箱機組件煙，然后將成品庫內(nèi)件煙對應的實托盤出庫，查找裝封箱機組件煙后開箱檢查。由于一臺裝封箱機組對應多臺包裝機組，開箱檢查時不僅效率低、工作量成倍增加，而且存在對其他包裝機組件煙造成二次損壞的質(zhì)量隱患。此外，包裝機組與裝封箱機組的對接關(guān)系為硬連接方式，對應一臺裝封箱機組的多臺包裝機組必須同時生產(chǎn)同一品牌，無法適應當前小規(guī)格、訂單化的靈活生產(chǎn)模式。隨煙草行業(yè)的發(fā)展，卷煙品牌的層次和結(jié)構(gòu)及卷煙規(guī)格呈豐富、多元化發(fā)展，為了能夠快速適應小規(guī)格、訂單化生產(chǎn)，各卷煙廠也在不斷探尋與開發(fā)先進的柔性制造技術(shù)，在此背景下，紅河卷煙廠新型柔性裝封箱系統(tǒng)應運而生。該系統(tǒng)設計從設備、工藝、布局、控制等多方面入手，實現(xiàn)了設備柔性、工藝柔性、生產(chǎn)能力柔性、維護柔性等柔性系統(tǒng)特征，確保裝封箱系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)品類多、批量小、靈活性強的柔性生產(chǎn)需求。

1 封箱系統(tǒng)設備配置

新型柔性裝封箱系統(tǒng)的生產(chǎn)能力主要取決于卷包設備的生產(chǎn)能力，柔性裝箱系統(tǒng)中設備數(shù)量需根據(jù)卷接包設備的遠期規(guī)劃進行配置。根據(jù)紅河卷煙廠易地技術(shù)改造卷接包裝備規(guī)劃，為了能夠充分滿足卷包的生產(chǎn)能力，封箱系統(tǒng)配置有32 臺堆垛機和8 臺封箱機，其中5 臺封箱機為硬包機組，3 臺為軟包機組；其中7 臺封箱機為雙品牌機組，即可同時進行兩種品牌卷煙的封裝，1 臺為單品牌封箱機，近期滿足同時15 個品牌卷煙的裝封箱生產(chǎn)；遠期預留1 臺雙品牌裝封箱機的位置，如把其中單品牌裝封箱機更換雙品牌裝封箱機，遠期可滿足同時18 個品牌卷煙的裝封箱生產(chǎn)。

2 封箱系統(tǒng)柔性設計

2.1 柔性設備

新型封箱系統(tǒng)進行封箱的件煙規(guī)格主要有硬包與軟包兩種尺寸規(guī)格，同一規(guī)格的煙條又有多種品牌。堆垛機分為硬包堆垛機與軟包堆垛機，主要在于機械尺寸的區(qū)別，可以通過機械位置調(diào)整，快速實現(xiàn)軟包、硬包的切換；包裝機有高速、中速機之分，在設計上，對應高速包裝機的堆垛機在下滑道入口設置有撥煙伺服電機，加速煙條通過下滑道進入堆垛機，所有堆垛機均可進行中速與高速的切換，切換方便快捷，不會影響到設備其他工況，有較強的柔性生產(chǎn)能力。

新型封箱系統(tǒng)封箱機中，有6 臺為雙品牌單規(guī)格封箱機，1 臺為雙品牌雙規(guī)格封箱機。雙品牌封箱機可同時生產(chǎn)兩種品牌，同一臺封箱機只需一次將多個品牌錄入，換牌生產(chǎn)時只需在操作界面上設置即可實現(xiàn)快速調(diào)牌生產(chǎn)。雙規(guī)格機臺可單一規(guī)格生產(chǎn)，也可以軟、硬包規(guī)格同時生產(chǎn)，切換快速便捷。封箱系統(tǒng)設備具有較強的產(chǎn)品適應性，產(chǎn)品品牌規(guī)格變化時，軟、硬件的調(diào)整設置時間短，實現(xiàn)簡單，體現(xiàn)了新型裝封箱系統(tǒng)較強的設備柔性。

圖1 新型柔性裝封箱系統(tǒng)設備布置

2.2 柔性布局

新型柔性裝封箱系統(tǒng)由堆垛機、輸送機、往復升降機、封箱機、自動上箱機器人、智能相機識別裝置、應急緩存裝置等組成。每一臺堆垛機對應一組包裝機，每一臺包裝機煙條單獨堆疊成垛，每四臺堆垛機為一個基本單元，共用一條輸送支線，與一組往復升降機、裝封箱機、應急緩存裝置、上箱機器人等共同組成一組封箱單元。

在設備布局上分為硬包區(qū)和軟包區(qū)，硬包區(qū)5 臺硬包封箱機彼此相鄰，軟包區(qū)2 臺軟包封箱機相鄰，雙規(guī)格的封箱機布置在硬包區(qū)與軟包區(qū)之間。堆垛機與封箱機不同層，堆垛機將煙條堆垛后裝入周轉(zhuǎn)箱模盒，模盒通過輸送線、升降機到達封箱機入口，異層布置實現(xiàn)煙箱自動通過AGV 小車配送到位，同時確保應急緩存裝置擁有充足的物理空間。輸送線為雙層輸送線，上層將裝滿垛煙的實盤模盒輸送至封箱機，垛煙封箱后空模盒退出，經(jīng)過下層輸送線返回到堆垛機入口，空模盒、實模盒路徑往復循環(huán)、互不干涉。此外，柔性的布局也使得系統(tǒng)能夠根據(jù)實際生產(chǎn)需要方便地進行組建和擴展，具有較好的擴展柔性。

2.3 柔性工藝

新型柔性裝封箱系統(tǒng)工藝采用單一包裝機組條煙單獨堆垛、煙垛周轉(zhuǎn)箱輸送至裝封箱機的工藝模式，包裝機與封箱機將不再是傳統(tǒng)的剛性對應關(guān)系。運用先進的物流技術(shù)，理論上，每一垛裝滿煙條的周轉(zhuǎn)箱可以通過輸送主線進入任意一臺封箱機進行裝封箱，在實際生產(chǎn)中，當一組封箱機需要進行較長時間維護檢修等工作，該封箱機原生產(chǎn)的品牌即可快速切換至生產(chǎn)同品牌的其他封箱機。如圖2 所示，不同單元的堆垛機對煙條進行堆垛后，均輸送至同一封箱機組進行封箱工作，只需在操作屏上進行設置即可快速實現(xiàn)堆垛機與封箱機的對應關(guān)系，不僅工藝流程上靈活多變，而且操作簡便、生產(chǎn)工藝柔性極強；如果停機時間較短，垛煙周轉(zhuǎn)箱可自動存入應急緩存裝置，此外，緩存裝置設置有人工封箱通道，便于特殊情況下進行手動裝封箱，充分體現(xiàn)了系統(tǒng)運行的柔性。

圖2 新型柔性裝封箱系統(tǒng)柔性工藝流程

3 結(jié)束語

新型柔性裝封箱系統(tǒng)設計立足生產(chǎn)實際，從設備、工藝、布局、控制等多方面進行考量，打造了一個具有較強設備柔性、工藝柔性、生產(chǎn)能力柔性、維護柔性、擴展柔性等多柔性特征的全新新型裝封箱系統(tǒng)，確保裝封箱系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)品類多、批量小、靈活性強的柔性生產(chǎn)需求，提供了完整科學的柔性裝封箱解決方案。