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       通过增添侧吸盘,滑动导轨以及控制气缸,并在控制流程上优化了机械手的抓取和释放程序,使得主吸盘和侧吸盘能够同时吸取烟箱的不同两个面,大大提高了机械手夹具对烟箱的吸持力度,从而降低了烟箱抓取和搬运过程中的掉落风险,进而提高了机械手的工作效率,并为企业降低了生产成本。2014年,“件烟码垛机械手侧吸盘改进”技术申请并取得专利。

  抓得起还要拿得牢 放得下还需放得稳 ——湖南中烟长沙卷烟厂机械手科技改造项目纪实

作者:本刊记者 张帅/文图  来源: 《三国彩票》2015年第19期 总第559期 第86-88页 2015-10-01
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“哎,停机停机,箱子又破了!”

“箱子这么薄,烟又这么重,肯定承受不了这么大的力啊。”

“谁能把这个问题解决了,那可是给厂里立了一件大功啊。”

……

这些声音在长沙卷烟厂曾经屡屡出现,因为整个联合工房的件烟入库均采用的是机械手抓取分拣道上的件烟,然后再摆放至托盘上进行入库的模式,而当机械手吸盘吸取件烟顶面进行搬运时,整件烟的自重极易导致烟箱压盖的变形,进而使得吸盘吸取烟箱压力差变小。因此,在机械手吸盘吸取烟箱以及运动过程中,由于压力差的不足,经常出现烟箱掉落的情况,严重影响了生产效率,并提高了生产成本。

“哐当”件烟掉落了 急!

“机械手刚刚投用时,行业内大多采用在烟箱顶面的大压盖和小压盖之间打热熔胶的方案来提高烟箱码垛的稳定性,所以我们厂也采用在烟箱上涂热熔胶的方式来确保机械手的工作效率。”长沙卷烟厂设备工程部电气工程师,当时在卷包车间做电气技术管理员的刘峰介绍道。

机械手改造项目提高了工作效率,降低了生产成本

正如刘峰所说,行业的通用做法是提高封箱的牢固度,即在烟箱封箱过程中,采用热熔胶在烟箱顶面的大压盖和小压盖之间进行涂胶,再用封箱胶带进行封箱,以此减小烟箱码垛过程中因件烟自重而导致的烟箱压盖的形变,进而提高机械手抓取及码垛可靠性,达到码垛整齐的目的。

该方法有效提高了机械手的运行效率,适应了生产的需要。但是,随着行业大力推行循环烟箱的使用,采用热熔胶封箱的方式,使得烟箱在循环过程中更易损坏,导致烟箱循环次数较少的缺陷日益显现。同时,采用热熔胶技术,需要对每台封箱机增添热熔胶系统,并不断耗用热熔胶,增加了企业的生产成本。

“哐当”“哐当”,烟箱掉落的情形还是时有发生,这一系列缺陷一直困扰着设备工艺技术管理人员。随着车间维修技术团队对技术的逐步消化,技术人员对机械手码垛运行原理及其控制技术、通讯技术、安全技术等有了深入的认识,从而增强了对机械手优化改造的信心,先后进行了机械手安全防护系统改造、机械手吸盘改造、适应件烟排序识别的码垛技术改造等一系列技术改造活动,并在2012年取得了一项机械手安全防护系统的专利。

正是基于以上技术积累,在烟草行业的烟箱循环利用技术推广过程中,湖南中烟技术中心、长沙卷烟厂设备管理部要求解决烟箱涂热熔胶的问题时,物流技术室主动立项研究,提出了机械手增加侧吸盘解决方案,并具体实施。

2013年7月份,车间物流技术室的李昌权组长,会同车间的物流维修工开始筹备立项。“厂里面有每个季度申报技术改进项目的制度,可以说长沙卷烟厂一直有很好的创新氛围。”李昌权谈道。

“在这个项目进行中,设备生产厂家对我们进行了一对一的培训,技术员和我待了一星期,帮我了解这套机械手的结构、控制、上游的通讯和下游的衔接等等,我们是带着问题去的,后来很快找到了解决烟箱掉落这个问题的法门。”电气工程师陈银华说。

“刷刷”措施又不对 改!

这个项目的开发过程持续了将近1年的时间,其中研发用了3个月左右,测试用了7个月,然后推广用了2个月,厂里的3台机械手在这1年的时间里都进行了“刮骨疗伤”。“在前期的研发过程中,由于只能在停产时进行测试,所以测试的周期比较长,每次取得的数据比较少。”一位技术员解释。

项目的开展过程并非一帆风顺,期间遇到了很多困难,比如设计方案的选择上,通过对比国内外及行业内等多种机械手夹具,其运用范围及原理各有不同,而长沙卷烟厂的研究既要符合自身的生产实际,同时还要尽可能小地影响原有机械手的抓烟流程,以免降低整个机械手的抓烟效率;另外,在机械手侧吸盘安装以后,如何调整其每一个抓取位置和件烟摆放角度,也考验着物流技术人员的耐心和细心。

在湖南中烟技术中心李弘的指导以及长沙卷烟厂设备工程部黄启明副部长的支持下,车间物流组的技术人员充分利用每个节假日,对机械手的运行程序进行研究,在充分吃透机械手原程序后,逐步对机械手的运行程序和参数进行调整,并反复验证抓烟的动作和角度。测试途中既有成功,也有失败,每次失败后,物流技术人员都会汇集到一起,对失败的原因进行分析、总结,提出新的解决方案,然后又投入到下一次的完善和改进中。

测试的时候,机械手曾经出现过一个星期接连三次打断支架的现象,技术人员非常困惑,“到底是哪儿出了问题?”后来通过调取监控录像查看,发现了支架被打断的原因,并通过集体的智慧顺利处理了这个问题。

这仅仅是在硬件设施改进上碰到的难题,而在软件的编写上,同样充满坎坷,让刘峰记忆犹新的是,当时优化程序比较费时,改进点特别多,机械手对应八条分拣道,每一个分拣道都有相应的程序,每个程序各不相同,改进量特别大,期间发生过多次意料之外的事情。比如有一次机械手码完跺没有放开,直接把烟撞到另外一件烟上,后期改进时特意增加了机械手是否完全释放的检测,刘峰说:“虽然机械手没有完全释放的几率相当低,但是逻辑必需要严谨。”

“哗哗”项目成功了 赞!

凭借项目组的集体智慧,通过增添侧吸盘,滑动导轨以及控制气缸,并在控制流程上进一步优化了机械手的抓取和释放程序,使得主吸盘和侧吸盘能够同时吸取烟箱的不同两个面,大大提高了机械手夹具对烟箱的吸持力度,从而降低了烟箱抓取和搬运过程中的掉落风险,进而提高了机械手的工作效率,并为企业降低了生产成本。2014年,“件烟码垛机械手侧吸盘改进”技术申请并取得专利。

“行业一直倡导的技术改造就是要花小钱,办大事,我们这个项目对机械手的改造恰恰就是秉承了这个理念。”李昌权介绍说,每一组机械手的改造费用在7万元左右,三组机械手改造的总体费用是21万元左右。

如果按长沙卷烟厂卷包车间联合工房每年生产110万箱卷烟计算,每年节省的破损烟箱费用、循环烟箱处理的费用、热熔胶消耗、热熔胶电能消耗、热熔胶备件消耗和维护保养成本等,汇总起来可不是一个小数目,改造项目每年可为企业节省费用400万元以上。

改造后的机械手运行一年多以来,附有侧吸盘的机械手运行稳定,经过实际测试,机械手抓烟码垛效率没有任何降低。原来所采用的热熔胶封箱设备现在已经全部停用,一次、二次、三次循环烟箱均可以通过机械手抓取及码垛入库,完全达到了项目改进预期的目标。

同时,各班件烟入库操作工均反映,采用了侧吸盘的机械手在抓烟过程中更加稳定,真空故障已经很少发生。装封箱区区长反映由于机械手码垛稳定,码垛过程中出现的件烟掉落而导致烟箱破损和条烟砸坏现象已经基本杜绝:“我们厂这些工程师都是好样儿的,帮了我们的大忙啊,给他们一个大赞!”

编辑:李东军

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