新型装封箱车间柔性生产解决方案

唐 明，张 红，黄慧鸿，谢 伟，王 超

（红云红河烟草（集团）有限责任公司红河卷烟厂物流部，云南弥勒 652300）

0 引言

我国烟草行业条烟装箱工艺模式通常采用的是集中装箱，一台封箱机组对应多台包装机组，这就造成多台包装机组的条烟混装在同一件成品烟箱内，当需要对包装机组质量进行追溯时，只能根据生产时间段推测可能存在质量隐患的装封箱机组件烟，然后将成品库内件烟对应的实托盘出库，查找装封箱机组件烟后开箱检查。由于一台装封箱机组对应多台包装机组，开箱检查时不仅效率低、工作量成倍增加，而且存在对其他包装机组件烟造成二次损坏的质量隐患。此外，包装机组与装封箱机组的对接关系为硬连接方式，对应一台装封箱机组的多台包装机组必须同时生产同一品牌，无法适应当前小规格、订单化的灵活生产模式。随烟草行业的发展，卷烟品牌的层次和结构及卷烟规格呈丰富、多元化发展，为了能够快速适应小规格、订单化生产，各卷烟厂也在不断探寻与开发先进的柔性制造技术，在此背景下，红河卷烟厂新型柔性装封箱系统应运而生。该系统设计从设备、工艺、布局、控制等多方面入手，实现了设备柔性、工艺柔性、生产能力柔性、维护柔性等柔性系统特征，确保装封箱系统能够实现品类多、批量小、灵活性强的柔性生产需求。

1 封箱系统设备配置

新型柔性装封箱系统的生产能力主要取决于卷包设备的生产能力，柔性装箱系统中设备数量需根据卷接包设备的远期规划进行配置。根据红河卷烟厂易地技术改造卷接包装备规划，为了能够充分满足卷包的生产能力，封箱系统配置有32 台堆垛机和8 台封箱机，其中5 台封箱机为硬包机组，3 台为软包机组；其中7 台封箱机为双品牌机组，即可同时进行两种品牌卷烟的封装，1 台为单品牌封箱机，近期满足同时15 个品牌卷烟的装封箱生产；远期预留1 台双品牌装封箱机的位置，如把其中单品牌装封箱机更换双品牌装封箱机，远期可满足同时18 个品牌卷烟的装封箱生产。

2 封箱系统柔性设计

2.1 柔性设备

新型封箱系统进行封箱的件烟规格主要有硬包与软包两种尺寸规格，同一规格的烟条又有多种品牌。堆垛机分为硬包堆垛机与软包堆垛机，主要在于机械尺寸的区别，可以通过机械位置调整，快速实现软包、硬包的切换；包装机有高速、中速机之分，在设计上，对应高速包装机的堆垛机在下滑道入口设置有拨烟伺服电机，加速烟条通过下滑道进入堆垛机，所有堆垛机均可进行中速与高速的切换，切换方便快捷，不会影响到设备其他工况，有较强的柔性生产能力。

新型封箱系统封箱机中，有6 台为双品牌单规格封箱机，1 台为双品牌双规格封箱机。双品牌封箱机可同时生产两种品牌，同一台封箱机只需一次将多个品牌录入，换牌生产时只需在操作界面上设置即可实现快速调牌生产。双规格机台可单一规格生产，也可以软、硬包规格同时生产，切换快速便捷。封箱系统设备具有较强的产品适应性，产品品牌规格变化时，软、硬件的调整设置时间短，实现简单，体现了新型装封箱系统较强的设备柔性。

图1 新型柔性装封箱系统设备布置

2.2 柔性布局

新型柔性装封箱系统由堆垛机、输送机、往复升降机、封箱机、自动上箱机器人、智能相机识别装置、应急缓存装置等组成。每一台堆垛机对应一组包装机，每一台包装机烟条单独堆叠成垛，每四台堆垛机为一个基本单元，共用一条输送支线，与一组往复升降机、装封箱机、应急缓存装置、上箱机器人等共同组成一组封箱单元。

在设备布局上分为硬包区和软包区，硬包区5 台硬包封箱机彼此相邻，软包区2 台软包封箱机相邻，双规格的封箱机布置在硬包区与软包区之间。堆垛机与封箱机不同层，堆垛机将烟条堆垛后装入周转箱模盒，模盒通过输送线、升降机到达封箱机入口，异层布置实现烟箱自动通过AGV 小车配送到位，同时确保应急缓存装置拥有充足的物理空间。输送线为双层输送线，上层将装满垛烟的实盘模盒输送至封箱机，垛烟封箱后空模盒退出，经过下层输送线返回到堆垛机入口，空模盒、实模盒路径往复循环、互不干涉。此外，柔性的布局也使得系统能够根据实际生产需要方便地进行组建和扩展，具有较好的扩展柔性。

2.3 柔性工艺

新型柔性装封箱系统工艺采用单一包装机组条烟单独堆垛、烟垛周转箱输送至装封箱机的工艺模式，包装机与封箱机将不再是传统的刚性对应关系。运用先进的物流技术，理论上，每一垛装满烟条的周转箱可以通过输送主线进入任意一台封箱机进行装封箱，在实际生产中，当一组封箱机需要进行较长时间维护检修等工作，该封箱机原生产的品牌即可快速切换至生产同品牌的其他封箱机。如图2 所示，不同单元的堆垛机对烟条进行堆垛后，均输送至同一封箱机组进行封箱工作，只需在操作屏上进行设置即可快速实现堆垛机与封箱机的对应关系，不仅工艺流程上灵活多变，而且操作简便、生产工艺柔性极强；如果停机时间较短，垛烟周转箱可自动存入应急缓存装置，此外，缓存装置设置有人工封箱通道，便于特殊情况下进行手动装封箱，充分体现了系统运行的柔性。

图2 新型柔性装封箱系统柔性工艺流程

3 结束语

新型柔性装封箱系统设计立足生产实际，从设备、工艺、布局、控制等多方面进行考量，打造了一个具有较强设备柔性、工艺柔性、生产能力柔性、维护柔性、扩展柔性等多柔性特征的全新新型装封箱系统，确保装封箱系统能够实现品类多、批量小、灵活性强的柔性生产需求，提供了完整科学的柔性装封箱解决方案。