韋金城

（柳州華力家庭品業(yè)股份有限公司，廣西柳州545005）

裝備應(yīng)用技術(shù)

淺談殺蟑膠餌生產(chǎn)線技術(shù)改造

韋金城

（柳州華力家庭品業(yè)股份有限公司，廣西柳州545005）

殺蟑膠餌是柳州華力公司的主要滅蟑產(chǎn)品，其原來的生產(chǎn)線為手工操作，生產(chǎn)效率低，難以適應(yīng)企業(yè)發(fā)展。經(jīng)綜合改造后成為全自動生產(chǎn)線，極大地提高了生產(chǎn)效率及經(jīng)濟效益。

殺蟑膠餌；自動生產(chǎn)線；技術(shù)改造；膠餌灌裝

蟑螂（學名蜚蠊）是一種衛(wèi)生害蟲，蟑螂已被證明攜帶約40-50種對脊椎動物致病的細菌，蟑螂污染過的食品或蟑螂糞便和分泌物及污濁的空氣，會產(chǎn)生各種過敏反應(yīng)它不僅傳播疾病，還會使人造成過敏反應(yīng)，如過敏性哮喘、皮炎等。甚至，它還會在食物上到處亂爬、啃咬衣物、書畫。

在美國及一些西歐國家，蟑螂問題比螞蟻、跳蚤、鼠、蚊蠅等更為突出，被譽為“頭號公敵”。柳州華力公司生產(chǎn)的殺蟑膠餌具有良好的殺蟑效果，其主要特點：色澤潔白、無污染、無刺激性，微毒、使用安全；其使用方便，可直接深入縫隙施藥，不易被兒童接觸；具有傳遞作用，可通過其它蟑螂取食染毒害蟲的糞便和尸體，造成二次染毒或三次染毒，同時消滅其它害蟲，也是較好的滅蟻藥物，藥效可維持半年以上。

華力殺蟑膠餌多年來在市場上一直保持良好的銷量，生產(chǎn)技術(shù)也在不斷更新。依據(jù)公司2013年升級計劃，擬對殺蟑膠餌生產(chǎn)線進行升級改造，旨在提高生產(chǎn)效率，改進生產(chǎn)工藝，提升產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。

1　手工式生產(chǎn)線介紹及工藝流程

1.1手工式生產(chǎn)流程介紹

華力殺蟑膠餌采用類似醫(yī)用注射器（俗稱針筒）的包裝形式，這種包裝形式的優(yōu)點是可在針嘴處加長施藥套管，便于在蟑螂喜歡棲息墻縫、家具縫隙施藥。公司在引入殺蟑膠餌產(chǎn)品初期，采用的生產(chǎn)模式完全是手工操作：

手工配藥→手工灌裝→手工貼標→手工裝盒→手工裝箱打包。之后在手工灌裝工序采用數(shù)碼定量灌裝機灌裝餌料（類似飲水機的出水形式），采用臺式液壓機代替人工推壓推桿（活塞）［1］。

工序要點：餌料（膠體）灌裝工序，首先把攪拌好的餌料投入數(shù)控灌裝機存儲罐中加熱、保溫；灌裝時，使用半自動數(shù)控灌裝機（于2002年9月投入生產(chǎn)），需手持膠餌針筒至出料口灌裝；灌裝后需手工先加上推桿，再用臺式液壓機通過定位的方式把餌料推壓至標定的容量、人工擦凈針頭、逐個稱重校驗。因為手工操作工序多、控制難度大，且設(shè)備使用年限長久磨損、老化嚴重，導(dǎo)致灌裝精度低、生產(chǎn)效率低（一條灌裝線共需要操作工8人，含班長1人，日產(chǎn)量約3 000支）。

1.2手工式生產(chǎn)線的工藝流程

手工式生產(chǎn)線的工藝流程如圖1所示。具體描述如下：

圖1　改造前膠餌灌裝生產(chǎn)線工位布置圖

（1）人工配藥。按配方調(diào)制，人工攪拌配藥，精度低；

（2）手工灌裝。使用數(shù)控灌裝機灌裝，灌裝機餌料儲罐小需頻繁加料，灌裝精度低、生產(chǎn)效率低；

（3）人工貼標。灌裝后移至下一工位“人工貼標”，操作員憑經(jīng)驗及工作熟練程度，不易保證貼標簽的位置；

（4）手工裝盒、手工裝箱打包。在工作臺上完成，憑經(jīng)驗及個人熟練程度，勞動強度較大。

2　技術(shù)改進的思路

手工式的生產(chǎn)線，嚴重地影響產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率。隨著殺蟑膠餌市場需求量的增加，手工式的生產(chǎn)線已難以滿足生產(chǎn)要求。為此公司擬對殺蟑膠餌生產(chǎn)線進行升級改造，旨在提高生產(chǎn)效率，改進生產(chǎn)工藝，提升產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。殺蟑膠餌生產(chǎn)線的技術(shù)改進主要考慮三方面：

（1）手工式的生產(chǎn)線中在幾個關(guān)鍵點基本是人手工操作，如配藥量的控制、針筒灌裝量及精度的控制，以及膠料外溢的清潔、貼標簽的位置等，易出現(xiàn)誤差難于控制，且與操作員的工作熟練程度也有較大關(guān)系。在這幾個關(guān)鍵點上一定要掌控好，最好能定性、定量的控制，不存在人為的因素。

（2）根據(jù)殺蟑膠餌的生產(chǎn)工藝流程及產(chǎn)品的基料、配件形式，實現(xiàn)自動化的生產(chǎn)是可行，且可以進行較多的整合。

（3）整條生產(chǎn)線可分三段功能系統(tǒng)：配料系統(tǒng)、灌裝系統(tǒng)、包裝系統(tǒng)。這樣技改可分段分時進行，配料及包裝系統(tǒng)盡可能和其他產(chǎn)品線共用，以提高設(shè)備利用率降低技改成本。考慮公司資金投入第一階段先解決灌裝系統(tǒng)，該系統(tǒng)復(fù)雜度最高，且對提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率最顯著。

3　自動化生產(chǎn)線的技術(shù)改造

為更好完成生產(chǎn)線的技術(shù)改造，公司成立了技術(shù)改造小組，力爭把手工式的殺蟑膠餌生產(chǎn)線改造為全自動化的灌裝生產(chǎn)線。

經(jīng)查閱類似產(chǎn)品的生產(chǎn)方式，公司確定了轉(zhuǎn)盤式送料機構(gòu)為設(shè)備改造的框架形式，整合灌料、定量、壓推注射器活塞、清潔溢料、稱重幾道工序［2］。通過調(diào)查及篩選，選擇了溫州市某公司生產(chǎn)醫(yī)藥自動罐裝設(shè)備作為技改的基礎(chǔ)設(shè)備，該設(shè)備具有自動理管、自動檢測（有管灌裝，無管不灌裝）、自動灌裝（灌裝計量可調(diào)節(jié)）、自動落蓋等功能，采用以工作主轉(zhuǎn)盤為工作平臺的形式，在轉(zhuǎn)盤周圍按灌裝工藝次序放置外套管振蕩器（輸送帶進管工位）、翻管裝置、光電探測工位、活塞定位裝置（壓縮空氣吹推桿工位）、灌裝工位、自動落蓋工位、出料工位［3］。

經(jīng)實地考察認為該設(shè)備經(jīng)過改造可實現(xiàn)殺蟑膠餌的自動灌裝，但該設(shè)備采用的是固定轉(zhuǎn)盤機構(gòu)（見圖2），不能滿足公司兩種規(guī)格產(chǎn)品的灌裝，如要采用此種形式就要兩套灌裝系統(tǒng)，如此資金投入將很大。通過公司技術(shù)人員與生產(chǎn)廠商共同分析探索，決定采用旋轉(zhuǎn)機械手送料方式解決上述問題（見圖3），即通過機械手的張合大小來完成兩種不同規(guī)格的注射器的傳送，經(jīng)過反復(fù)實驗設(shè)備研制成功。

圖2　固定轉(zhuǎn)盤機構(gòu)實物圖

圖3　旋轉(zhuǎn)機械手

4　全自動生產(chǎn)線的工作過程

全自動生產(chǎn)線的工作過程如圖4所示。

圖4　膠餌灌裝機簡圖

4.1設(shè)備的生產(chǎn)過程

（1）人工將注射器和帽蓋分別放入到外套管振蕩器和帽蓋振蕩器中。

（2）注射器經(jīng)過振蕩器的作用后被送入進瓶輸送帶上，由輸送帶送到機械手抓取工位。

（3）機械手抓取注射器到灌裝工位。

（4）光電探測工位：該工位上的光電傳感器檢測是否有待灌裝的注射器存在，并將檢測的光電信號送入內(nèi)部控制芯片，用于決定是否灌裝（有管灌裝、無管不灌裝）。

但是式(15)中的T矩陣含多個0向量列，條件數(shù)大，對測量誤差敏感，直接使用式(15)中的T矩陣進行結(jié)構(gòu)誤差辨識的效果較差，需要通過結(jié)構(gòu)誤差辨識性分析對T矩陣進行降維處理，輸出辨識的結(jié)構(gòu)誤差項。

（5）光電探測到有管存在，即允許灌裝時，內(nèi)部芯片發(fā)出灌裝信號；灌裝槍自動下移注射器灌裝嘴，灌裝氣缸（氣動執(zhí)行機構(gòu)）開啟灌裝閥，殺蟑餌料自動注入管內(nèi)。

（6）自動落蓋工位：帽蓋經(jīng)過自動落蓋機構(gòu)的整理，按順序進入該自動落蓋工位，同樣也是根據(jù)前面光電檢測的信號，如果探測信號為該工位上有管，那么內(nèi)部控制芯片會通過控制上部的氣缸作用，落一個帽蓋到管口上。

（7）出料工位：完成最終灌裝的產(chǎn)品由機械手送傾斜軌道滑落到成品收納裝置。

整個過程同時完成多道工序，且控制配藥量準確、產(chǎn)品外觀潔凈、沒有餌料溢出而產(chǎn)生浪費，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。

4.2設(shè)備的基本技術(shù)參數(shù)

裝量：5～18 g；

產(chǎn)量：≥30～40支/分

落蓋成品率：≥99%

主機功率：1 kW 220V無級變速

工作壓力:≥4 kg/cm2，流量：0.11m3/min.

5　技術(shù)改造后設(shè)備應(yīng)用及效益

設(shè)備技術(shù)改造升級的費用約21萬（不含生產(chǎn)線銜接軌道），包含2套自動理蓋裝置及夾具。

5.1改造前后生產(chǎn)成本對比（按計劃生產(chǎn)3萬只計算）

改造前：日產(chǎn)量約3 000支，完成計劃任務(wù)需要8個工人10個工作日，共計總工時為640（8×8× 10 h）。

改造后：日產(chǎn)量16 000支，完成計劃任務(wù)需要2人2個工作日，共計總工時為32（2×8×2）小時，生產(chǎn)效率較改造前提升了500%（5倍），生產(chǎn)成本（人工）較改造前降低了95%.

改造后的方案適用注射器容量為0.5～100 ml，灌裝精度≤±0.3%，最大灌裝速度45支/分鐘，日產(chǎn)量可達16 000支以上（按日工作8小時，生產(chǎn)效率75%計算），能較好地適應(yīng)公司的生產(chǎn)需求。

5.2改造前后產(chǎn)品質(zhì)量對比

受原來設(shè)備的限制，工人的配料和生產(chǎn)都十分不便。配料時，工人每配一缸料需要4～5 h，并且由于膠的稠性較大，經(jīng)常出現(xiàn)攪拌不均勻，既費時費力費電，又增加了檢測成本；生產(chǎn)時，膠料浪費嚴重，并且由于計量的原因，常常有膠料灑漏在外包裝上，需要大量的人力對已罐好的產(chǎn)品進行清潔，由于清潔不徹底，造成外有包裝發(fā)霉現(xiàn)象，嚴重影響產(chǎn)品的質(zhì)量。改造后，可大大縮短配料時間，提高攪拌均勻性，減少工人勞動強度，節(jié)約用電及檢測成本，罐裝精度的提高還能避免膠料灑漏現(xiàn)象，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

6　結(jié)束語

經(jīng)過技術(shù)改造后的殺蟑膠餌自動生產(chǎn)線極大地減輕了生產(chǎn)工人的勞動量，且提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量，為工廠創(chuàng)造了更好的效益。

［1］高萬敏.灌裝技術(shù)在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用與分析［J］.寧夏機械，2010，（3）：54-57.

［2］劉敏，俞志敏.液體物料的灌裝技術(shù)［J］.包裝與食品機械，1999，（3）：14-17.

［3］趙振，王明明.稱重灌裝技術(shù)智能全新［J］.2015，（3）：68-69.

Technical Transformation of the Automatic Production Line of the GelBait

WEIJin-cheng
（Liuzhou Huali Household Industry Co.，Ltd.，Liuzhou Guangxi 545005，China）

Gel bait against cockroaches is themain products of the Liuzhou Huali Household Industry ltd.The old production line for manual operation was low efficiency and difficult to adapt to the development of enterprise. After the comprehensive transformation it becomes a fully automatic production line，which greatly improves the production efficiency and economic benefits.

gel bait；automatic production line；technical transformation；gel bait filling

F426

B

1672-545X（2016）05-0140-03

2016-02-12

韋金城（1965-），男，廣西柳州人，工程師，?？?，主要研究方向：自動化。