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中国纸箱自动化设备作用、性能面面观
2006年5月24日 14:47  
    近几年,中国纸箱自动化设备生产和应用水平迈入了一个新阶段,本刊约请了一些业内人士对部分自动化纸箱设备的作用、性能进行点评,一起来看看自动化设备到底能在纸箱企业发挥怎样的作用。 

   自动调胶机的优越性能 

  瓦楞纸品最关键的工序,一是制楞,一是裱糊,其中裱糊工序是整个生产过程中关系到质量的关键因素,也是波动最大的生产点。对于瓦楞生产企业来说,不管机器有多高级,速度有多快,只是为了提高上胶的精密、准确、均匀度,最终粘和的质量还是取决于胶水的质量,所以胶水的质量是牵涉到瓦楞纸板质量的一个关键因素。如果把胶水做好了,其他方面只是一些机械技术性的细节问题,机械技术性的细节问题是可以人为控制的,胶水质量的好坏却是肉眼无法看到的,只能用严格的数据来控制它。但是目前国内的大多数的厂家还在用人工做胶,如果一个星期做五十罐胶,这五十罐胶的质量指标都不会一样。这样就会影响到流水线工艺的稳定,遇到问题时把机器调来调去,还是找不出问题的所在,结果是产生大量的废品。我们现在针对这种情况,根据荷兰的一家专业自动制胶设备公司的机器原理和生产工艺,以及我们自己掌握的流水线工艺,经过反复研究,研制成功了这种自动制胶机。当初为什么想到投入资金进行自主研发呢,因为我们通过考察发现,荷兰生产的这种设备价格太贵,一套机器要150-200多万,一般的国内工厂是承受不住的,。而且,整体投资极不合理,整条流水线要花七、八百万到一、二千万不等,但是最关键的制胶工序的投资又很少,制胶设备简陋,这样,整体的投资结构很不合理。因为这种设备在整个工序中很关键,因此只有用自动化设备才能保证质量,使整条生产线稳定,所以我们就自己动手进行研发,2003年5月研发成功了全自动和半自动制胶系统,从一年多的推广情况看,效果不错,开始的时候,不少客户不太理解这种设备的优越性,经过推广,客户已逐渐接受了这种设备。到目前为止,公司已经卖出了十多台自动调胶机,获得了很好的市场反馈。 

  自动制胶系统有很多优越功能: 

  一、系统具有先进的控制手段和制胶方法,使胶水粘度稳定并长时间不变,其稳定性优于使用添加剂。使用这种调胶机生产的胶水质量很稳定,因为在机器内部,我们使用了一种特殊的装置,保持了它的粘度。而人工做出来的胶水质量指标误差很大,一般有±10-20秒,质量无法保证,而我们的机器做出来的胶水误差只有±2秒。 
  二、机器采用电脑自动控制,所有原料自动添加,每批次胶水品质得到保证。制胶的过程中机器自动添加物料,控制胶水温度,而且每一批添加的原料量的误差是千分之五,使精确度提高了10-20倍。 

  三、这种自动调胶机根据用胶点不同的受热情况和纸张的变化,其系统能提供与之相适应的不同配方的胶。一台机器可同时做七八个配方的胶,比如五层瓦楞纸板,各层所需用的胶的糊化温度不一样,它就可以通过对不同层面施以不同的胶,使工艺达到最优化。 
  四、各用胶点储罐的浆糊液位和温度由计算机监控,自动进行配置。 
  五、粘度、糊化温度、固含量和胶的温度由计算机精确控制,使流水线生产工艺达到最佳状态。 
  六、主要控制元件均为进口,整机运行稳定可靠。 
  七、一套系统可同时供两条以上纸板生产线使用。全自动调胶机可同时供应两条车速达150-200米/分钟的高速生产线同时生产,对车速80-100米的中低速生产线则可同时供应四条生产线。创新瓦楞纸品技术有限公司还专门开发了一种小厂使用的半自动设备,对小厂非常经济实用,因为这种半自动化设备一是价格较低,二是人工进行操作同样能达到很好的效果,因为小厂的用胶量并不大。 
  八、自动清洗罐系统。一罐胶使用完后,系统就会自动启动清洗程序,把胶罐洗得干干净净。 
  九、电脑自动储存多个配方,满足生产过程中不同的用胶需要,这种自动调胶机的电脑系统会自动储存近二十个配方,下次生产需用同类配方时,直接执行就可以了。并且,公司工艺技术人员可随时帮助客户企业设计和调整配方。 
  十、完善的智能管理报表,成本控制准确可靠。自动调胶机具有智能报表功能,系统一个月用了多少电、多少水、多少胶,系统都能自动计算出结果,得出成本数据,使纸箱企业达到最优化的管理状态。 

  这种设备除了高度的自动化之外,还有一个好处,就是帮助企业降低成本,提高效率,起到管理产品的作用。因为它使胶水粘和得更牢固,这样胶水就得到了节省。另一方面,由于胶里面大部分是水,少上胶就可以节省烘干的时间和电费,节约成本,我们计算过,用普通的胶,淀粉成本在成本中所占的比例为1.5-1.7%,用了这种自动调胶机后,淀粉成本在总成本中的比例只有0.7-0.75左右。使用自动调胶机可以提高效率,使生产线的速度更快,使生产线速度提高10-20%,纸板强度增加10%,用纸克重降低5%,可以降低废品率,而且生产线的稳定性也大大提高,使人为的不稳定因素大大降低,这一点很关键。  

  目前,在国内这种设备只有创新瓦楞纸品技术有限公司一家可以生产,在海外,也只有荷兰的一家企业可以生产。创新的自动调胶虽然性能可与国外的同类产品相比,但是价格并不高,全自动调胶机的主机价格约47万元左右,而在国外这种产品的价格在150-200万左右。如果有厂家计划投入,可以购买主机,再由创新公司根据客户的现有设备情况进行相关改造,设备收回成本也只要一年左右。对生产速度要求不高的厂家,可以购买半自动化的机器,投入只需二十多万,成本半年左右即可收回。

 
    全自动平压平模切机与手动平压平模切机 性能、效率、成本比较 

  全自动平压平模切机具有连续走纸、操作方便,安全、模切精度精准、带全清废,自动收纸、生产效率高、人力耗用少、能耗低的特点。以下以上海旭恒铁工机械制造有限公司生产制造的PE1620S系列全自动平压平模切机为例,对全自动平压平模切机与手动平压平模切机在性能、效率和成本消耗方面进行对比。 

一、性能、效率比较 

  1. 生产效率比较 
  全自动模切机设计速度为4500张/小时,根据不同排版和除去换版时间,实际生产效率约为设计值的70%~80%,则实际常用生产速度为3600张/小时。如此计算,实际班产为2800万张。目前手动模切机每台最高班产为6000张,平均班产为4500张,则6台手动模切机的平均班产量为2.7万张,一台全自动平压平模切机较比6台手动模切机效率高3.57%。 
  2. 人工成本比较 
  目前每台手动模切机需配置操作人员2人,每班共12人。三班总人数36人(其中机长18人,清废辅助工18人)。全自动模切机由于自动化程度高,操作简便,每班配置5人(其中机长1人,上纸工2人,辅助工2人),三班总人数15人,较手动模切机少耗用21人。若人均月工资为900元,则自动模切机的总耗用月工资较比手动模切机减少1.89万元。全年累计22.68万元。 以此类推:全自动模切机生产耗用的人工成本为0.005元/张,而手动模切机耗用人工成本需0.013元/张。全自动模切机耗用的人工成本较比手动模切机下降61.5%。 
  3. 能耗成本比较 
  每台手动模切机的电机功率约为7.5kw,则6台手动模切机每班的能耗为324kw.h;而自动模切机总功率为35kw,主电机功率为22kw,每班能耗为224kw.h,比手动模切机能耗减少86kw.h/班,全年总能耗减少77400kw.h。若能耗费用以0.75元/kw.h计算,全年减少能耗费用5.8万元,手动模切机能耗成本为0.009元/张,而全自动模切机能耗成本为0.006元/张,比手动模切机下降28.2%。 
  4. 劳动生产率比较 
  全自动模切机配置人员5人/班,预计平均班产为2.8万张,则劳动生产率为5600张/班/人,手动模切机配置12人/班,平均班产为2.7万张,则劳动生产率为2250张/班/人。全自动模切机劳动生产率较比手动模切机提高59.8%。 

  5. 安全性能比较 

  全自动模切机采用PLC控制系统,人机界面,真空吸盘自动走纸,中央定位,模切、清废部全封闭式,因此操作安全系数达到100%,是手动模切机无可比拟的。 

  以上比较数据列表如下: 

表1 
手动模切机 (手啤机) PE1620S系列 自动模切机 综合对比 备注 
 
 
生产效率 27000张/班 28000张/班 1000张/班 增产 3.57% 
耗用人员(三班) 36人 15人 21人 减少 58.3% 
耗用工资 38.88万元/年 16.20万元/年 22.68万元/年 节约 58.3% 以人均月工资900元计算 
人工成本 0.013元/张 0.005元/张 0.008元/张 降低 61.5% 
电耗 291600kw.h/年 214200kw.h/年 77400kw.h/年 降低 26.5% 以300工作日计算 
电耗费用 21.87万元/年 16.07万元/年 5.8万元/年 节约 26.5% 以0.75元/ kw.h计算 
电耗成本 0.009元/张 0.006元/张 0.003元/张 下降 33.3% 
人均劳动生产率 2250张/人.班 5600张/人.班 3350张/人.班 提高 59.8% 

    二、降低成本的新概念 

  全自动平压平模切机纸板传送有二种方式:1/ 叼纸牙片式;2/ 钉子式。在计算 纸板尺寸时,都需要多放余量10~20mm作为咬口。牙片或钉子咬在咬口上把需模切的纸板送入模切部进行加工,白白浪费了10~20mm的纸边。旭恒公司为客户着想,为了减少浪费、降低成本,成功地在PE1620S系列上进行大胆创新,研发了无咬口模切新工艺装置。从我们模切工艺角度来帮助客户尽量降低成本,提高产品的成品合格率。当今纸箱行业竞争非常激烈,每只纸箱的净利润是用几分钱来计算。无咬口模切工艺的采用主要是牙片直接咬在箱片上,没有废边料。例如:我公司有位客户在模切机上做准箱片,这样的话,它前后二条边都没有了,直接进模切机时,只需模切二侧和中间部位,这样就大大降低成本。当然视实际情况也可以用节省一边咬纸边的做法,留下后面一条模切掉。客户从理论上计算过:一条五层瓦楞纸板(AB)长1600x12mm,大约在2分钱~3分钱的成本,若一天模切30000只箱,则二边节省就是RMB1800元,一年下来就是RMB657,000元整,也是 相当可观的经济效益。另外, PE1620S系列走纸方向最大纸张尺寸为1200mm,使双拼版的可能性大大增加,可节省拼版处的纸料,又可提高生产效率。 

   三、PE1620S系列介绍 

  1. PE1620S: 适用于瓦楞纸板的模切。尺寸:1620 x 1200 mm。 
  2. PE1620SL: 适用于彩裱瓦楞和瓦楞纸板的精密模切。尺寸1620 x 1200 mm。 
  3. SA1620S: 经济型的手续纸式半自动模切机。尺寸1620 x 1200 mm。 

   自动接纸机有助于降低原纸损耗成本 

  随着瓦楞纸板工业的位在全球的提升,瓦楞纸板机械向快捷、质量高的性能转变。其中瓦楞纸板生产线中的接纸机也越来越受到纸箱厂的重用。接纸技术随着其他配套技术的提升,也在不断地进行更新和改良,将为全球的接纸系统提供更高效的解决方案。 
 

  马贵数字式接纸机提供了对卷幅张力更容易控制的功能和高速优异性能,它采用人工智能设计结构。接纸机带有数字式张力控制和其它可靠操作信息的计算机终端,可由操作人员控制并设定成最佳控制卷幅张力接纸机参数。马贵的系列数字式接纸机能满足所有相关产品的需求,卷幅自动化控制的特点在于有一套精确的控制功能函数表,此表能跟踪所有的操作纪录及库存纪录,卷幅的自动化控制包括卷幅的接收和操作信号,在卷幅的变化过程中,所需的接纸机将设置在同一区域避免废品的产生。其接纸形式有三种(1)用“光”眼观察到没有纸后接纸;(2)通过设定卷幅直径大小接纸;(3)操作人员观察到需要接纸时操作接纸。马贵数字式接纸机的速度为225m/min~400m/min,在其卷副的自动化控制过程中,只要纸张的张力达到一定范围,接纸机接纸成功率将达到99.5%。 

  MTORRES CTS系列接纸机在接纸机的入口处配备了一套恒定纸幅张力控制系统,使得在整个接纸工作过程中能够有效的确保纸幅均匀恒定的张力,从而完成高速的接纸工作。张力控制系统使用气动或电子控制。侧边的机械框架长度从3950毫米到5600毫米。接纸机还配备了触摸控制屏,能够显示机器不同位置上的故障错误,并且提供了多种逻辑编程功能。MTORRES CTS系列接纸机具有三种不同的机器型号,对于纸箱厂而言,能够非常轻松的升级,从而提高生产速度和工作性能。系统能够根据不同的纸幅材质快速地采用多种方法完成接纸的准备工作。纸幅张力控制系统能够快速弥补纸幅张力变化。机器也允许单层,双层,甚至三层的积纸量。整个接纸程序的启动已经完全实现了自动化,并且可根据通过触摸控制屏预先设置好的数据启动接纸程序,而且当使用“光眼”系统来确定接纸工序启动时,提供了一种强制选项的功能。万一纸幅破裂或当纸幅离开纸芯的状况发生时,接纸动作能够自动重新启动。这种型号的接纸机提高了运行低克重原纸的可靠性,能够快速有效的完成接纸准备工作,非常适合操作人员的操作。在接纸时,可根据生产要求采用新纸和旧纸重叠或顺序连接的工艺。通过使用真空吸附系统,完成对纸幅的控制。根据不同的机器型号,控制系统使用中继逻辑电路或者可编程控制逻辑系统。并且纸箱厂能够使用调制解调器用于现场通讯或远程监管。MTORRES所有型号的接纸机都配备了触摸控制屏,能够显示机器不同位置上的故障错误,并且提供了多种逻辑编程功能,诸如:原纸卷的各项参数,接纸机的调整,接纸长度的计数器,刹车控制,以及故障警报提示功能。所有这些使得操作人员只需按动几个按钮,输入一些数字旧能轻而易举的控制整台机器的正常工作。触摸控制屏的记数单位为通用的米制。MTORRES CTS系列接纸机由于保留了传统的机械结构,同时使用了最新的电子技术,使得这一系列的接纸机具有高性能和高可靠性以及低维护成本的特点。三种不同型号的机器具有不同的生产速度范围从280-600米/分钟,可根据不同生产要求,灵活配置。接纸成功率达到99.8%。 
  
  
  哲彦机械有限公司自动接纸机,可配合小订单的需求,贴合间隙为〃可调式〃设计,不会因纸边破裂而产生断纸的困扰,自动控制系统稳定度佳,尤其在接纸时,新纸卷的抑制张力可精确掌握,不至于断纸或形成纸张松垮,机械设计上有较快的作动功能,可应付高速生产的需求且装有气压的蓄压器,使气压缸在贴合与切断的动作上非常精准,切纸刀具与纸头的距离短(5 cm),减少原纸浪费。张力控制电路板为模块化设计,易于检测及更换,降低客户维修成本。自动化的电控,减少人员负担及疏失,使您生产的品质稳定及减少浪费与停机的困扰。接纸台车可摆动的设计,提供理想的纸头处理空间及方便掌握纸头的准位。单边处理纸头时,可就个别台车移动,减少原纸自重及距离拉长所产生的张力变化,使纸板品质更稳定。  

   
 
 
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