ZBML800型全自動稱重包裝碼垛機(jī) 在聚甲醛包裝中 的應(yīng)用

1、ZBML800型全自動稱重包裝碼垛機(jī)在聚甲醛包裝中的應(yīng)用楊志波 丁?。ň奂兹┓謴S） 摘要 我公司聚甲醛裝置采用哈爾濱博實自動化設(shè)備有限責(zé)任公司生產(chǎn)的ZBML800型全自動稱重包裝碼垛生產(chǎn)線，用于聚甲醛顆粒的稱重、包裝、輸送檢測及碼垛。文章對國內(nèi)聚甲醛包裝技術(shù)的現(xiàn)狀及ZBML800型全自動包裝機(jī)的工藝流程、設(shè)備構(gòu)造、影響包裝機(jī)正常運(yùn)行的因素進(jìn)行了介紹。關(guān)鍵詞 聚甲醛 全自動包裝機(jī) 工藝流程、因素 1 國內(nèi)聚甲醛包裝技術(shù)現(xiàn)狀在聚甲醛的自動包裝方面, 國內(nèi)各個企業(yè)的水平參差不齊，但大體原理基本相同。小型企業(yè)基本上是人工套袋的半自動包裝，大中型聚甲醛生產(chǎn)企業(yè)則早就淘汰了半自動人工套袋的包裝。我公司采用

2、的是哈爾濱博實自動化設(shè)備有限公司生產(chǎn)的的ZBML800型全自動包裝機(jī)。該包裝機(jī)是在綜合比較了國外多種包裝機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上,針對聚甲醛粒料的特點,研制出的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的全自動聚甲醛包裝機(jī)。其生產(chǎn)能力超過800袋/h, 適應(yīng)三層牛皮紙內(nèi)襯PE膜箱型袋。在這條聚甲醛全自動包裝生產(chǎn)線中, 有電子定量秤、自動封口機(jī)、金屬檢測機(jī)、電子復(fù)檢秤、全自動碼垛機(jī)等多種單元設(shè)備。2 聚甲醛全自動包裝機(jī)工藝流程由風(fēng)送系統(tǒng)輸送過來的聚甲醛粒子存于粒子儲罐T-461A/B中，經(jīng)振動篩（M-461A/B/C/D）、螺桿輸送機(jī)(Z-461)后，進(jìn)入包裝程序。人工將包裝袋放置在供袋機(jī)的供袋盤上，供袋機(jī)自動取袋、送袋，裝袋機(jī)自

3、動取袋、開袋。上游物料靠重力由儲料倉落入電子定量秤中進(jìn)行全自動稱重，稱重后的定量物料落入包裝袋中，以滿袋每袋25kg裝袋。裝完物料的料袋在立袋輸送機(jī)的輸送過程中，經(jīng)夾口整形、折邊熱封口工序后，輸送至倒袋輸送機(jī)。倒袋輸送機(jī)將料袋放倒，放倒的料袋輸送至壓平輸送機(jī)上壓平整形后，進(jìn)入金屬檢測機(jī)進(jìn)行金屬雜質(zhì)檢測。金屬檢測后的料袋輸送至電子復(fù)檢秤上進(jìn)行重量復(fù)檢，含有金屬雜質(zhì)或重量不合格的料袋被揀選機(jī)剔除，合格的料袋由揀選機(jī)輸送至皮帶輸送機(jī)上。料袋在皮帶輸送機(jī)的輸送過程中，由噴墨打號機(jī)打印批號，打印批號的料袋由皮帶輸送機(jī)輸送至碼垛單元的斜坡輸送機(jī)。斜坡輸送機(jī)將料袋提升至碼垛高度，經(jīng)整形壓平機(jī)壓平整形后，由緩

4、停輸送機(jī)輸送至轉(zhuǎn)位輸送機(jī)上，由轉(zhuǎn)位輸送機(jī)按預(yù)定編組方式轉(zhuǎn)位（袋口朝里，2-3、3-2編組，見圖2-1）后，送至編組機(jī)上進(jìn)行編組，編組后的料袋被推袋機(jī)推送至緩?fù)０迳系却a垛。在推袋壓袋機(jī)、分層機(jī)和升降機(jī)的協(xié)調(diào)工作下，一層料袋被碼放到托盤倉、托盤輸送機(jī)自動供應(yīng)到垛盤輸送機(jī)的托盤上，直至碼完一垛。垛盤由垛盤輸送機(jī)送出，由垛盤輸送機(jī)輸送至垛盤輸送機(jī)上，由叉車下線入庫。如果產(chǎn)品出口或特定用戶要求，需要對垛盤進(jìn)行打包，則由叉車送至纏繞機(jī)上，按要求纏繞后再由叉車入庫。推袋方向01020304050607080910圖2-1 編組、分層方式示意圖注：虛線所示為袋口位置3 設(shè)備操作3.1主要設(shè)備簡述包裝機(jī)組為全

5、自動包裝機(jī)，主要包括稱稱重單元、包裝單元、輸送檢測單元、碼垛單元、除塵系統(tǒng)、真空機(jī)氣動系統(tǒng)等單元。主要技術(shù)參數(shù)如下：表31包裝機(jī)主要技術(shù)參數(shù)稱重能力800 bags/h稱重重量25kg/bag包裝能力800 bags/h碼垛能力1000 bags/h碼垛形式高位碼垛托盤材料塑料垛形結(jié)構(gòu)3×2編組，5袋/層，8層/垛圖3-1包裝機(jī)整體結(jié)構(gòu)圖1-儲料槽 2-電子定量秤 3-過渡料 4-直料筒 5-平臺 6-裝袋機(jī)7-夾口整形機(jī)8-物料收集盤 9-折口熱風(fēng)機(jī) 10-立袋輸送機(jī) 11-倒袋輸送機(jī)12-壓平輸送機(jī)13-金屬檢測機(jī) 14-電子復(fù)檢秤 15-揀選機(jī) 16-過渡輸送機(jī) 34-垛盤輸送

6、機(jī) 35-升降機(jī)3.2主要設(shè)備操作真空系統(tǒng)全自動包裝單元的真空系統(tǒng)是以真空壓力為動力源，通過吸盤來吸附包裝袋，實現(xiàn)取袋、開袋功能。包裝單元真空系統(tǒng)中的真空泵為連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，只要包裝機(jī)開機(jī)，真空泵即處于抽真空狀態(tài)。當(dāng)吸盤接觸到包裝袋時，系統(tǒng)內(nèi)開始建立真空，在伺服電機(jī)的帶動下，進(jìn)行相應(yīng)操作，操作完成后，真空閥動作，使吸盤斷開真空，釋放料袋，吸盤在執(zhí)行裝置的帶動下，回復(fù)原位置，完成一個動作循環(huán)。3.2.2氣動系統(tǒng)本生產(chǎn)線的氣動系統(tǒng)的氣動原理是：由主干線來的壓縮空氣中含有水分和雜質(zhì)，經(jīng)氣水分離過濾器后，將水分分離出來冰排出氣動系統(tǒng)，同時對雜質(zhì)進(jìn)行過濾，得到凈化后的壓縮空氣再經(jīng)減壓閥減壓和穩(wěn)壓，最后經(jīng)電磁換

7、向閥提供給執(zhí)行元件-氣缸，通過電氣系統(tǒng)控制電磁換向閥的閥芯的動作。從氣缸排出的壓縮空氣經(jīng)過消音器后排放到大氣中，因消音器可減小壓縮空氣快速排放時產(chǎn)生的的噪音，因此使整個氣動系統(tǒng)的噪音降到最低程度。利用調(diào)速閥可調(diào)節(jié)壓縮空氣進(jìn)入或流出氣缸速度，從而可調(diào)節(jié)氣缸動作的運(yùn)動速度。 控制及操作系統(tǒng)本生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)按功能單元分為電子秤控制系統(tǒng)、包裝機(jī)控制系統(tǒng)、輸送段控制系統(tǒng)和碼垛機(jī)控制系統(tǒng)，這四個系統(tǒng)根據(jù)各自的末端信號連鎖運(yùn)行。（1）在電子秤進(jìn)入自動運(yùn)行后，控制相應(yīng)的執(zhí)行元件伺服電機(jī)來完成粗給料、精給料動作，并向包裝控制系統(tǒng)發(fā)出投料信號；包裝控制系統(tǒng)在其料袋準(zhǔn)備好后（指取袋、開袋等一系列動作），向電子秤控

8、制系統(tǒng)發(fā)出允許卸料信號，電子秤控制系統(tǒng)控制卸料門氣缸料門打開，將物料投入料袋中，包裝控制系統(tǒng)控制裝好的料袋經(jīng)封口后進(jìn)入輸送段。用于物料稱重，顯示稱重結(jié)果，循環(huán)示意圖見圖3-2所示。當(dāng)物料靠重力進(jìn)入電子稱重箱后，稱重傳感器開始采集稱重信息，此時稱重箱翻門關(guān)閉，落料箱落料閘門完全打開，進(jìn)行粗給料，當(dāng)稱重達(dá)到設(shè)定值時，落料閘門關(guān)閉至細(xì)流口，進(jìn)行精給料，稱重達(dá)到落料閘門關(guān)閉而計量的重量尚有欠缺，可在伺服電機(jī)的控制下，快速將閘門打開細(xì)流口進(jìn)行“補(bǔ)秤”，直到達(dá)到規(guī)定的重量值，并迅速關(guān)閉。稱重箱翻門關(guān)閉落料閘門全開粗給料落料閘門關(guān)閉至適當(dāng)角度中給料落料閘門關(guān)閉至細(xì)流口細(xì)給料向裝袋機(jī)投料落料閘門全關(guān)閉稱重結(jié)束

9、稱重箱翻門打開圖3-2 稱重循環(huán)示意圖（2）包裝部分啟動后，將給輸送段一個啟動信號，同時，輸送段控制元件給包裝部分一個正常信號；如果包裝控制器在自動運(yùn)行過程中沒有接收到輸送段的正常信號，包裝部分將停止運(yùn)行，在輸送段的故障排除后，才能正常運(yùn)行。（3）在生產(chǎn)線正常運(yùn)行時，當(dāng)自動包裝和碼垛部分建立連鎖時，自動碼垛控制器向自動包裝控制器發(fā)出正常運(yùn)行信號，當(dāng)自動碼垛部分出現(xiàn)故障報警停止時，自動碼垛部分的正常信號自動斷開，自動包裝部分也相應(yīng)的停止，直到自動碼垛部分正常運(yùn)行為止；當(dāng)自動包裝和碼垛部分解除聯(lián)鎖時，各自都可以獨立工作，且互不影響。（4）本系統(tǒng)以可編程控制器為邏輯控制核心，它根據(jù)現(xiàn)場實際情況來驅(qū)動

10、伺服電機(jī)完成初始化及加料等動作，同時接收電子秤傳來的信息協(xié)調(diào)雙秤的投料關(guān)系，并控制超差投料；稱重部分以稱重控制器為控制核心，將稱重傳感器檢測到的模擬量信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號，進(jìn)行運(yùn)算比較，并將相關(guān)數(shù)據(jù)（如粗加料、精加料、補(bǔ)料等）傳遞給可編程控制器，同時檢測可編程控制器傳來的允許投料及超差投料信號。4 影響包裝機(jī)正常運(yùn)行的因素在實際生產(chǎn)過程中，包裝機(jī)能否正常生產(chǎn)運(yùn)行主要受電氣、儀表元件以及包裝粒子、包裝袋等因素的影響。4.1電氣元件電機(jī)電機(jī)作為包裝機(jī)的核心部件，是影響包裝機(jī)能否正常運(yùn)行的直接因素。ZBML800型全自動包裝機(jī)的電機(jī)主要有夾口整型電機(jī)、折邊電機(jī)和立袋輸送電機(jī)、推袋電機(jī)、分層電機(jī)和升降

11、電機(jī)，為保證各電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，要求操作人員定期進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，包括檢查制動電機(jī)的制動器部分是否有雜物，傳動系統(tǒng)是否缺乏潤滑，清理剎車片潤滑傳動系統(tǒng)各部件。若出現(xiàn)制動電機(jī)不能及時制動時，需要調(diào)整電動機(jī)傳動皮帶或鏈條的松緊以及制動器的氣隙，同時聯(lián)系電氣專業(yè)人員檢查電機(jī)制動器控制回路的接線情況。4.1.2光電開關(guān)光電開關(guān)大致分為對射式、反射板式、直接反射式，我聚甲醛分廠的ZBML800型全自動稱重包裝碼垛機(jī)主要采用反射板式和直接反射式。我聚甲醛分廠使用的碼垛機(jī)上的光電開關(guān)主要分布在五個位置：供袋機(jī)、金屬檢測機(jī)、噴墨打號機(jī)、分層機(jī)和升降機(jī)。實際生產(chǎn)過程中因生產(chǎn)系統(tǒng)波動會在聚甲醛粒子中含有較多粉末，在下料

12、口下方的供袋機(jī)位置的光電開關(guān)極易被粉塵覆蓋，導(dǎo)致供袋機(jī)不能正常識別包裝袋，需要手動停車并將被覆蓋部分清理干凈后再開車，極大地影響了包裝機(jī)的包裝效率，并且增加了操作人員的勞動強(qiáng)度。為了保證光電開關(guān)能夠正常運(yùn)行，分廠從兩方面著手，首先是加強(qiáng)對產(chǎn)品質(zhì)量的管理，從源頭上減少聚甲醛粒子中所含粉末，其次是要求包裝崗位操作人員定期檢查并清理易被遮蔽的光電開關(guān)的感應(yīng)探頭部分，并用干凈的抹布將開關(guān)探頭擦拭干凈，若清理后仍不能正常運(yùn)行，則需要聯(lián)系儀表維保人員進(jìn)行專業(yè)檢查調(diào)試或更換。4.1.3接近開關(guān)我廠包裝機(jī)使用的接近開關(guān)為電感式接近開關(guān)，其位于包裝機(jī)的揀選輸送機(jī)前，作用是感測所有穿過或停留在高頻磁場中的金屬物體

13、并對其定位，然后向揀選機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出信號，使揀選機(jī)對含金屬的不合格料袋定位并進(jìn)行剔除。接近開關(guān)失靈會導(dǎo)致揀選機(jī)無法對含金屬的不合格料袋進(jìn)行定位和剔除，會聯(lián)鎖系統(tǒng)報警，并停止揀選。這時應(yīng)檢查料袋運(yùn)動到合適位置時是否與接近開關(guān)對正，料袋與接近開關(guān)的距離是否適當(dāng)（正常距離應(yīng)在5-8mm左右）。檢查接近開關(guān)的電源及信號線路，連接處是否松動脫落，信號電纜是否損壞，緊固松動的連接處，更換損壞的電纜。4.1.4電磁閥電磁閥的線圈直接與PLC輸出點相連，正常情況下PLC輸出點有信號輸出時，指示燈亮，電磁線圈通電，利用電磁力使閥芯切換，以改變氣流方向，推動相應(yīng)的氣缸進(jìn)行動作。如果PLC的輸入點有信號輸出，但電磁

14、頭指示燈不亮，需檢查，電纜接頭處是否松動脫落，緊固松動的連接處，若連接電纜損壞，則需聯(lián)系儀表人員更換損壞的電纜。如果電磁頭指示燈亮，但氣缸不動作，可能有兩種原因造成的：首先需要操作人員檢查閥體內(nèi)部是否由儀表風(fēng)內(nèi)的碳粉等雜物進(jìn)入，使閥體內(nèi)部動鐵芯等部件發(fā)生堵塞，氣路不能正常切換，或打開閥體清除雜物；其次要檢查氣路管路的連接，若發(fā)現(xiàn)氣動管路連接不正常，需要聯(lián)系儀表專業(yè)人員對連接部分進(jìn)行專業(yè)檢查和維修。總之，電磁閥能否正常運(yùn)行，是在許多緊密相關(guān)的儀表元件的聯(lián)合作用下完成的，這就需要操作人員與儀表專業(yè)人員在加強(qiáng)交流，密切配合的基礎(chǔ)上，共同努力，才是保證電磁閥長周期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵所在。4.2傳動設(shè)備4.

15、2.1真空系統(tǒng)真空系統(tǒng)是通過水環(huán)真空泵建立真空，然后為供袋機(jī)的吸盤吸附包裝袋時提供動力源。我廠包裝機(jī)曾多次出現(xiàn)過供袋機(jī)吸不住包裝袋的情況，這會導(dǎo)致供袋機(jī)連續(xù)不停吸袋，并連鎖系統(tǒng)報警，導(dǎo)致包裝機(jī)停車，影響包裝系統(tǒng)正常運(yùn)行。經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)是由于一次水管線內(nèi)渣滓、水銹以及物料中沉降的粉塵等雜質(zhì)的聚集導(dǎo)致真空水槽內(nèi)的過濾器堵塞，導(dǎo)致真空泵效率下降，影響這個系統(tǒng)的真空度，造成包裝機(jī)不能正常運(yùn)行。為此，分廠加強(qiáng)了對真空系統(tǒng)的工藝管理，出臺水環(huán)真空泵等關(guān)鍵設(shè)備的管理規(guī)定，要求包裝操作人員每天重點檢查真空系統(tǒng)水槽中的過濾器，如過濾器堵塞應(yīng)及時清理；如過濾器沒有問題，還應(yīng)檢查供袋機(jī)的吸盤是否有裂紋，如有裂紋應(yīng)及時

16、更換，經(jīng)過工藝加強(qiáng)工藝及設(shè)備上的精細(xì)化管理，基本上解決了真空系統(tǒng)故障造成包裝機(jī)停車的問題。4.2.2輸送系統(tǒng)輸送檢測單元主要由金屬檢測機(jī)、電子復(fù)檢秤及揀選機(jī)組成。金屬檢測機(jī)用于檢測料袋中是否含有金屬雜質(zhì)及料袋的輸送。若料袋重量不合格時需要調(diào)整前面的兩個電子定量秤的粗精流值。這個過程需要操作人員反復(fù)調(diào)整。因為兩個電子定量秤是輪流工作的，有時會出現(xiàn)某個秤出來的料袋重量不準(zhǔn)，這時需要先停掉一個秤，檢查另一個秤工作時是否正常。這是一個比較繁瑣的過程，要求操作人員具備良好的耐心和豐富的操作經(jīng)驗。若料袋在后面的封口機(jī)處折邊寬窄不一，需要調(diào)整輸送帶的速度和加熱器的高度。調(diào)整輸送帶的速度是通過速度快慢的兩個按

17、鈕進(jìn)行的，使其與立袋輸送機(jī)的速度保持一致，這個過程需要根據(jù)袋口的傾斜度慢慢調(diào)整，加熱器高度的調(diào)整靠轉(zhuǎn)動手輪來調(diào)節(jié)。由于調(diào)整時需要一袋一袋的調(diào)試，在無形中產(chǎn)生了損失。為了減少損失要求操作人員需要有豐富的操作經(jīng)驗進(jìn)行調(diào)試操作，保證輸送系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。例如2013年7月，發(fā)生封口機(jī)折邊寬窄不一的情況，在調(diào)試過程中損失了將近300Kg的粒子。所以我廠要求操作人員必須有豐富的事故處理經(jīng)驗，以減少調(diào)試過程中的損失。4.3物料品質(zhì)聚甲醛粒子形狀和質(zhì)量會影響其堆密度。在聚甲醛投產(chǎn)初期，由于生產(chǎn)過程不是特別穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量經(jīng)常出現(xiàn)波動，會出現(xiàn)粒子體積不規(guī)則的情況。如果調(diào)整不好會出現(xiàn)稱重不準(zhǔn)的情況，造成包裝袋爆

18、袋，嚴(yán)重影響包裝機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。為解決這個問題，需要確保每袋物料的重量符合標(biāo)準(zhǔn)，為此，我廠建立包裝監(jiān)督管理的專門小組，不定期檢查稱重情況，同時要求操作人員經(jīng)常對電子定量秤的粗精流值進(jìn)行調(diào)整，并加強(qiáng)與前段生產(chǎn)工序的溝通，及時根據(jù)生產(chǎn)狀況來調(diào)整包裝系統(tǒng)。經(jīng)過一系列有效調(diào)整后，大大避免了包裝過程中爆袋現(xiàn)象的發(fā)生。4.4包裝袋我聚甲醛分廠使用的包裝袋為三層牛皮紙內(nèi)襯PE膜箱型袋，尺寸為760×415+80mm，由三層80g/m2牛皮紙、內(nèi)襯一層5.5絲LDPE塑料膜構(gòu)成，該袋為長方形，兩邊為M形折邊，上下為階梯形口，上口是涂有熱熔膠的袋舌。包裝袋一直由外地公司供應(yīng)，而包裝袋的原料是隨機(jī)的，這樣就

19、使得袋子的軟硬程度和袋口熱熔膠的粘連度會有些許差異。如果袋子過軟，那么到供袋機(jī)上就會癱軟，使包裝機(jī)無法正常運(yùn)行。袋口熱熔膠粘連度的差異主要體現(xiàn)在裝完物料的料袋經(jīng)夾口整形、折邊熱封口工序后封口不嚴(yán)，料袋開口。在2012年冬季生產(chǎn)過程中，頻繁出現(xiàn)封口不嚴(yán)的情況，造成成品運(yùn)輸過程中出現(xiàn)粒子散落，成品粒子流失，影響聚甲醛正常銷售，經(jīng)過問題排查、原因分析，發(fā)現(xiàn)實在加熱器加熱環(huán)節(jié)上出現(xiàn)問題，之后通過調(diào)整加熱器的加熱溫度的措施，使熱熔膠充分熔解又不至于烤糊袋子。具體控制參數(shù)為夏季：260-300，冬季：300-360，。4.5稱重系統(tǒng)電子定量秤為雙秤結(jié)構(gòu)，由2臺稱重控制器分別控制其稱重過程，完成所包裝物料的稱重計量。由于聚甲醛粒子形狀和質(zhì)量會影響其堆密度，因此，為了確保每袋物料的重量符合標(biāo)準(zhǔn)，要經(jīng)常對電子定量秤的粗精流值進(jìn)行調(diào)整。這是一個精細(xì)且需要操作經(jīng)驗的工作。如果調(diào)整不好會出現(xiàn)稱重不準(zhǔn)的情況，嚴(yán)重時會導(dǎo)致爆袋的情況發(fā)生。此外，包裝