Application of Full Automatic Packaging Production Line in Large Nitrogen Fertilizer Plant
Abstract：
The causes of the problems in the actual operation of the MF2018NT full automatic packaging production line are analyzed, and corresponding reform measures are taken. After the implementation of the reform measures, the failure rate of the full automatic packaging production line is greatly reduced, the packaging efficiency is improved, the labor intensity of the operator is reduced, and the labor cost is further reduced.
近年来，国家大力推进以智能化为引领的创新驱动发展战略，鼓励企业以高质量发展为主题，以供给侧结构性改革为主线，聚焦普及数字化装备，推动智能应用发展等重点任务，开展自动化、信息化升级，重点向高效、柔性、智能化方向发展，促进智能技术向传统产业各领域环节渗透，并从产业政策上给予扶持。随着机器人技术的不断更新，人与新型机器人之间的交互式控制、机器人感应系统以及机器人视觉系统的完善，将满足用户更高、更广泛的市场需求，专用机器人的装备数量将大幅上升，进而逐渐占领包装领域。包装线自动化是重庆建峰化工股份有限公司3年转型发展重点工作之一，顺应新一轮产业变革趋势，将人力从繁重恶劣的工作中解放出来，极大地提高了劳动生产率，有助于解决日益增长的人工成本与效率成本问题，推动公司质量变革、效率变革和动力变革，提高智能化水平和核心竞争力，实现企业转型升级发展。2019年年初，重庆建峰化工股份有限公司新增1台MF2018NT全自动包装生产线，该全自动包装线的运行是否正常，将直接影响产品的包装量。
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全自动包装生产线的构成特点
如图 1所示，MF2018NT全自动包装生产线由MF2001NT定量包装秤、MF2018SD机器人全自动上袋装置、缝包输送系统等装置组成。MF2018SD机器人全自动上袋装置主要包括置袋库、整送机构、取袋机构、开袋机构、套袋机构、推包机构、夹袋器、真空控制系统、气路控制系统、人机界面等组成。
图 1
该全自动包装生产线构成特点: ①感应元件多，任何一个错误操作都可能造成突发停机; ②转动元件多、磨损大，容易造成螺栓等连接件松动而影响构件走位; ③动力气管、密封气管容易疲劳损坏而造成泄漏，影响包装线的稳定运行。
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常见故障
MF2018NT全自动包装生产线在运行过程中出现的故障主要包括: ①缝包机急停时，经常会出现托袋杆撞杆现象; ②取袋机构吸不上编织袋，编织袋容易卡在托袋杆处或在开袋口处出现重叠; ③整送机构送袋异常; ④开袋机构取袋异常(取袋时机械手两边脱袋、机械手取袋时出现一边取不到编织袋); ⑤缝包易堵包或折边质量差; ⑥夹袋器和推包机构异常; ⑦在板带机反转时，变频器频繁出现跳闸和偷停现象; ⑧料斗倾斜不下料。这些问题的出现，导致包装人员不愿意使用全自动包装生产线。
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故障原因分析及处置措施
(1) 托袋杆撞杆
原因分析: ①急停时取袋吸头在下，重新开启设备时未及时将取袋吸头抬起; ②程序逻辑出现了问题。
处置措施: ①当出现急停后，要求操作人员在开机前必须确认取袋吸头位置，如取袋吸头在下方，必须手动将其抬起; ②要求设备制造企业对吸袋过程的程序进行修改，要求取袋吸头在下方时，托杆不能运行，防止将托袋杆拉断。程序修改后投入运行，未出现撞杆情况，托杆也无折断现象。
(2) 取袋机构吸不上编织袋
原因分析: ①吸头漏气; ②过滤器堵塞; ③仪表负压低; ④提起过快。
处置措施: ①当取袋机构吸不起编织袋时，先检查3只吸头是否漏气(用手将3只吸头堵住，若负压在-70 kPa以上表明未漏气，否则就可能存在漏气问题)，如果吸头漏气，则更换吸头; ②如果吸头未漏气，检查3只过滤器是否堵塞，如果过滤器堵塞，就拆下3只过滤器并用气管将过滤器吹干净; ③如果过滤器没有堵塞，就需检查吸袋探头与取袋探头的连接线是否完好，同时手动控制取袋气缸升降并调节启动调节阀，使之缓慢平稳升起(以解决吸取时上下2条编织袋因气密或静电而粘连的现象)。
(3) 整送机构送袋异常
原因分析: ①托袋杆折断; ②整袋过宽; ③袋长设置不合适; ④送袋过快。
处置措施: ①暂停包装，先检查每根托袋杆是否在卡槽中，是否有损坏现象; ②将1条编织袋放在袋库正中间，摇动袋宽调整摇把，调整2根整袋杆的间距直至将编织袋刚好夹住; ③根据编织袋的实际长度，在控制面板上重新设定袋长; ④如调整后出现编织袋送过头现象，就需对整送伺服运行速度和编织袋在托袋杆上的速度进行调整，一般整送伺服运行速度在1 500 mm/s左右，编织袋在托袋杆上的速度在200 mm/s左右; ⑤由于送袋速度快，停止后有一定的惯性而前冲，为此将前沿半挡板改为全挡板。
(4) 开袋机构取袋异常
原因分析: ①编织袋有折角; ②过滤器堵塞; ③吸头漏气; ④套袋极限磁力检测开关位置设置不合理; ⑤脱不了袋或撒料。
处置措施: ①检查编织袋是否有折角，如有将其挑出或处理平整; ②检查过滤器并对其进行清理; ③检查开袋系统的4只吸头是否有破损，有破损则进行更换; ④手动操作机械手打开后，调整套袋极限磁力检测开关的位置，使检测有效; ⑤当编织袋有气密或静电大时，调节上开袋气动调节阀，使得上开袋气缸动作变慢，避免因开袋过快而导致取袋失败的现象。
(5) 缝包易堵包、折边质量差和上封口未缝合
原因分析: ①推包与折边机没有对齐; ②折边缝隙太小; ③折边机与缝包机速度不匹配; ④编织袋太软; ⑤缝包机与折边机高度调整不当。
处置措施: ①调整折边机的方向并与抱袋中心对齐; ②调整折边内板与外折边片的间隙在3~4 mm; ③调整折边机和缝包输送带变频器频率，使之与缝包机速度匹配; ④折边机同步带表面太光滑，编织袋在过折边机时容易打滑，为此可在同步带表面抠上齿形，防止打滑; ⑤由于编织袋质量差，袋子较软，导致抱袋松开后，编织袋在过折边机时上封口容易耷拉下来而卡在折边机中，故在折边机进口处加装1根带弯度的钢筋，在上封口耷拉前将编织袋挡住; ⑥针对上封口未缝合的现象，调整缝包机与折边机之间的高度，即缝包机往上调5 mm，使之顶距在15~25 mm之间。
(6) 夹袋器和推包机构异常
原因分析: ①夹袋器夹不住编织袋而发生溜边; ②抱袋扶袋杆高度不合适; ③推包和夹袋器不在同一中心。
处置措施: ①先调整夹袋器气缸行程与平袋橡胶板的距离，然后调整扶袋杆的高度使之与编织袋相匹配，要求夹袋橡胶板下层不能碰触尿素，再调整推包伺服夹袋位与夹袋器对中; ②由于编织袋规格经常需要更换，在频繁调整扶袋杆高度后造成螺丝滑丝，故将螺丝固定改为插销固定。
(7) 板带机反转时，变频器频繁出现跳闸和偷停现象
原因分析: ①板带机电动机过载; ②板链卡涩。
处置措施:导致板带机电动机过载的原因是板带机皮带过长，反转时皮带卡在链轮中，故将板带机皮带去除1扣。改造后运行正常，未出现变频器跳闸的情况。
(8) 料斗倾斜不下料
原因分析: ①料斗中有料; ②气缸漏气，导致动作不到位; ③磁力检测开关位置偏移。
处置措施: ①先对系统进行初始化操作，若初始化后仍无法正常运行，可能是料斗中有料存在，此时应采用手动操作，将料斗中的料卸除后再进入自动操作模式; ②若料斗中的料卸除后仍无法正常运行，应检查气缸是否漏气，若漏气则更换气缸; ③再检查磁力检测开关位置是否出现偏移，即磁力开关的灯是否点亮，若未点亮应重新固定检测开关位置(有效检测位置应在中间偏下3 mm)，直至磁力开关的灯点亮为止。
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改造效果
上述措施实施后，MF2018NT全自动包装生产线故障率大幅降低，每条生产线的包装能力从投运初期的1 000~2 000包/班大幅提高至4 000~5 000包/班，有效提高了包装生产效率，减轻了操作人员的劳动强度，降低了人工成本。
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