唐 明，張 紅，黃慧鴻，謝 偉，王 超

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

0 引言

我國(guó)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(tái)封箱機(jī)組對(duì)應(yīng)多臺(tái)包裝機(jī)組，這就造成多臺(tái)包裝機(jī)組的條煙混裝在同一件成品煙箱內(nèi)，當(dāng)需要對(duì)包裝機(jī)組質(zhì)量進(jìn)行追溯時(shí)，只能根據(jù)生產(chǎn)時(shí)間段推測(cè)可能存在質(zhì)量隱患的裝封箱機(jī)組件煙，然后將成品庫(kù)內(nèi)件煙對(duì)應(yīng)的實(shí)托盤(pán)出庫(kù)，查找裝封箱機(jī)組件煙后開(kāi)箱檢查。由于一臺(tái)裝封箱機(jī)組對(duì)應(yīng)多臺(tái)包裝機(jī)組，開(kāi)箱檢查時(shí)不僅效率低、工作量成倍增加，而且存在對(duì)其他包裝機(jī)組件煙造成二次損壞的質(zhì)量隱患。此外，包裝機(jī)組與裝封箱機(jī)組的對(duì)接關(guān)系為硬連接方式，對(duì)應(yīng)一臺(tái)裝封箱機(jī)組的多臺(tái)包裝機(jī)組必須同時(shí)生產(chǎn)同一品牌，無(wú)法適應(yīng)當(dāng)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(yīng)小規(guī)格、訂單化生產(chǎn)，各卷煙廠也在不斷探尋與開(kāi)發(fā)先進(jìn)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(yīng)運(yùn)而生。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)從設(shè)備、工藝、布局、控制等多方面入手，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備柔性、工藝柔性、生產(chǎn)能力柔性、維護(hù)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(lèi)多、批量小、靈活性強(qiáng)的柔性生產(chǎn)需求。

1 封箱系統(tǒng)設(shè)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(shè)備的生產(chǎn)能力，柔性裝箱系統(tǒng)中設(shè)備數(shù)量需根據(jù)卷接包設(shè)備的遠(yuǎn)期規(guī)劃進(jìn)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(tái)堆垛機(jī)和8 臺(tái)封箱機(jī)，其中5 臺(tái)封箱機(jī)為硬包機(jī)組，3 臺(tái)為軟包機(jī)組；其中7 臺(tái)封箱機(jī)為雙品牌機(jī)組，即可同時(shí)進(jìn)行兩種品牌卷煙的封裝，1 臺(tái)為單品牌封箱機(jī)，近期滿足同時(shí)15 個(gè)品牌卷煙的裝封箱生產(chǎn)；遠(yuǎn)期預(yù)留1 臺(tái)雙品牌裝封箱機(jī)的位置，如把其中單品牌裝封箱機(jī)更換雙品牌裝封箱機(jī)，遠(yuǎn)期可滿足同時(shí)18 個(gè)品牌卷煙的裝封箱生產(chǎn)。

2 封箱系統(tǒng)柔性設(shè)計(jì)

2.1 柔性設(shè)備

新型封箱系統(tǒng)進(jìn)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(jī)分為硬包堆垛機(jī)與軟包堆垛機(jī)，主要在于機(jī)械尺寸的區(qū)別，可以通過(guò)機(jī)械位置調(diào)整，快速實(shí)現(xiàn)軟包、硬包的切換；包裝機(jī)有高速、中速機(jī)之分，在設(shè)計(jì)上，對(duì)應(yīng)高速包裝機(jī)的堆垛機(jī)在下滑道入口設(shè)置有撥煙伺服電機(jī)，加速煙條通過(guò)下滑道進(jìn)入堆垛機(jī)，所有堆垛機(jī)均可進(jìn)行中速與高速的切換，切換方便快捷，不會(huì)影響到設(shè)備其他工況，有較強(qiáng)的柔性生產(chǎn)能力。

新型封箱系統(tǒng)封箱機(jī)中，有6 臺(tái)為雙品牌單規(guī)格封箱機(jī)，1 臺(tái)為雙品牌雙規(guī)格封箱機(jī)。雙品牌封箱機(jī)可同時(shí)生產(chǎn)兩種品牌，同一臺(tái)封箱機(jī)只需一次將多個(gè)品牌錄入，換牌生產(chǎn)時(shí)只需在操作界面上設(shè)置即可實(shí)現(xiàn)快速調(diào)牌生產(chǎn)。雙規(guī)格機(jī)臺(tái)可單一規(guī)格生產(chǎn)，也可以軟、硬包規(guī)格同時(shí)生產(chǎn)，切換快速便捷。封箱系統(tǒng)設(shè)備具有較強(qiáng)的產(chǎn)品適應(yīng)性，產(chǎn)品品牌規(guī)格變化時(shí)，軟、硬件的調(diào)整設(shè)置時(shí)間短，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，體現(xiàn)了新型裝封箱系統(tǒng)較強(qiáng)的設(shè)備柔性。

圖1 新型柔性裝封箱系統(tǒng)設(shè)備布置

2.2 柔性布局

新型柔性裝封箱系統(tǒng)由堆垛機(jī)、輸送機(jī)、往復(fù)升降機(jī)、封箱機(jī)、自動(dòng)上箱機(jī)器人、智能相機(jī)識(shí)別裝置、應(yīng)急緩存裝置等組成。每一臺(tái)堆垛機(jī)對(duì)應(yīng)一組包裝機(jī)，每一臺(tái)包裝機(jī)煙條單獨(dú)堆疊成垛，每四臺(tái)堆垛機(jī)為一個(gè)基本單元，共用一條輸送支線，與一組往復(fù)升降機(jī)、裝封箱機(jī)、應(yīng)急緩存裝置、上箱機(jī)器人等共同組成一組封箱單元。

在設(shè)備布局上分為硬包區(qū)和軟包區(qū)，硬包區(qū)5 臺(tái)硬包封箱機(jī)彼此相鄰，軟包區(qū)2 臺(tái)軟包封箱機(jī)相鄰，雙規(guī)格的封箱機(jī)布置在硬包區(qū)與軟包區(qū)之間。堆垛機(jī)與封箱機(jī)不同層，堆垛機(jī)將煙條堆垛后裝入周轉(zhuǎn)箱模盒，模盒通過(guò)輸送線、升降機(jī)到達(dá)封箱機(jī)入口，異層布置實(shí)現(xiàn)煙箱自動(dòng)通過(guò)AGV 小車(chē)配送到位，同時(shí)確保應(yīng)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(shí)盤(pán)模盒輸送至封箱機(jī)，垛煙封箱后空模盒退出，經(jīng)過(guò)下層輸送線返回到堆垛機(jī)入口，空模盒、實(shí)模盒路徑往復(fù)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(shí)際生產(chǎn)需要方便地進(jìn)行組建和擴(kuò)展，具有較好的擴(kuò)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(jī)組條煙單獨(dú)堆垛、煙垛周轉(zhuǎn)箱輸送至裝封箱機(jī)的工藝模式，包裝機(jī)與封箱機(jī)將不再是傳統(tǒng)的剛性對(duì)應(yīng)關(guān)系。運(yùn)用先進(jìn)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(guò)輸送主線進(jìn)入任意一臺(tái)封箱機(jī)進(jìn)行裝封箱，在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)一組封箱機(jī)需要進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間維護(hù)檢修等工作，該封箱機(jī)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(jī)。如圖2 所示，不同單元的堆垛機(jī)對(duì)煙條進(jìn)行堆垛后，均輸送至同一封箱機(jī)組進(jìn)行封箱工作，只需在操作屏上進(jìn)行設(shè)置即可快速實(shí)現(xiàn)堆垛機(jī)與封箱機(jī)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，不僅工藝流程上靈活多變，而且操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)工藝柔性極強(qiáng)；如果停機(jī)時(shí)間較短，垛煙周轉(zhuǎn)箱可自動(dòng)存入應(yīng)急緩存裝置，此外，緩存裝置設(shè)置有人工封箱通道，便于特殊情況下進(jìn)行手動(dòng)裝封箱，充分體現(xiàn)了系統(tǒng)運(yùn)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(yǔ)

新型柔性裝封箱系統(tǒng)設(shè)計(jì)立足生產(chǎn)實(shí)際，從設(shè)備、工藝、布局、控制等多方面進(jìn)行考量，打造了一個(gè)具有較強(qiáng)設(shè)備柔性、工藝柔性、生產(chǎn)能力柔性、維護(hù)柔性、擴(kuò)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(lèi)多、批量小、靈活性強(qiáng)的柔性生產(chǎn)需求，提供了完整科學(xué)的柔性裝封箱解決方案。