印刷企業(yè)模切機輸紙臺板整流化改造

楊正宇，劉飛林

（湖南福瑞印刷有限公司，湖南長沙 410100）

0 引言

目前企業(yè)“招工難”的現(xiàn)象越來越嚴重，人工成本越來越高，已成為制約企業(yè)發(fā)展的一個重要因素，如何緩解這一難題已引起越來越多企業(yè)的重視。如何由傳統(tǒng)的手工作業(yè)轉(zhuǎn)化為機器自動化作業(yè)是目前企業(yè)設(shè)備改造的重點和難點。

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進步和人工成本的提高，工廠智能化、自動化生產(chǎn)需求越來越迫切。特別是當前各行業(yè)都面臨著原材料價格上漲，利潤空間降低的壓力，煙包印刷企業(yè)也不例外。如何在“微利時代”生存，在激烈的市場競爭中求得一席之地，已是煙包印刷企業(yè)的頭等大事，以工藝優(yōu)化、設(shè)備改造為開源節(jié)流的突破口，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提升企業(yè)的技術(shù)研發(fā)和設(shè)備實力，增強企業(yè)的市場競爭力。

1 經(jīng)濟合理性

在印刷企業(yè)，實現(xiàn)自動化關(guān)鍵是改變以前的生產(chǎn)模式，實現(xiàn)生產(chǎn)流程化。所謂生產(chǎn)流程化，是一種改變按照各個流程（工序）單位進行生產(chǎn)的傳統(tǒng)思維，把生產(chǎn)流程看作是“河流”，以流水線方式來生產(chǎn)產(chǎn)品，即各工序只有一個工件在流動，使工序從原材料到成品的加工過程始終處于不停滯、不堆積、不超越的流動狀態(tài)，生產(chǎn)流程化可以消除各道工序內(nèi)部、各道工序之間的物料的停滯，實現(xiàn)一個流生產(chǎn)。一個流生產(chǎn)的優(yōu)點有：生產(chǎn)時間短，直接由原材料到成品，生產(chǎn)現(xiàn)場不會存有半成品，占用生產(chǎn)面積小，能迅速適應(yīng)市場與計劃的變更安排生產(chǎn)，有利于保證產(chǎn)品品質(zhì)、安全生產(chǎn)，不需要高性能、大型化設(shè)備，減少生產(chǎn)成本，確保財產(chǎn)安全。整流化生產(chǎn)可以降低人工成本和設(shè)備成本，實現(xiàn)企業(yè)利益最大化，是現(xiàn)代化企業(yè)的基本要求。

對于煙包印刷公司，生產(chǎn)工藝流程為：原材料→裁切機→印刷機→燙金機→模切機→檢品機→成品打包。印刷煙盒的膠印機為海德堡9+3 全自動印刷機，速度為15 000 印/h。膠印機自身帶有全自動物流系統(tǒng)，紙張在托板上導(dǎo)入物流系統(tǒng)，自動循環(huán)到不停機上紙，托板的不停機叉子與塑料托板特殊的形狀，配套完成上紙動作。上完紙后，空的托盤自動移動后面的收紙位置，自動收紙，完成收紙后在輸送軌道上運輸?shù)较鹿ば颉?/p>

印后加工設(shè)備為長榮MK21060 型模切機，模切加工出煙盒的外形尺寸。按照傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，膠印機印刷出半成品后，通過人工使用液壓叉車將膠印半成品轉(zhuǎn)運到模切機輸紙平臺進行模切成型加工。人工轉(zhuǎn)運半成品有3 個缺陷：①在搬動印品時，會出現(xiàn)印品的質(zhì)量風險，如印品刮壞、印品規(guī)線不齊、印品變形等；②每車印品都需要從膠印機出料的大托板搬運到模切機進料的小托板，耗時費力，加大了設(shè)備操作人員的勞動量和勞動強度；③半成品在搬運過程中容易放反，導(dǎo)致模切工序倒模的嚴重質(zhì)量缺陷。

2 提出問題

整流化生產(chǎn)將以前相對獨立的膠印和模切工序結(jié)合起來，形成連續(xù)的生產(chǎn)流。用自動物流系統(tǒng)取代人工轉(zhuǎn)運紙堆，即膠印機印刷出的半成品通過自動物流系統(tǒng)直接輸送到模切機的輸紙平臺進行模切加工，在整流化設(shè)備改造過程中遇到了一個棘手的問題，就是膠印機生產(chǎn)出來的半成品到達模切機的輸紙部分時，由于膠印機自動物流系統(tǒng)輸送過來的托板一寬度為1050 mm，而模切機輸紙平臺左右輸紙鏈條的間距1005 mm，導(dǎo)致從膠印機下來的托板推入模切機輸紙臺板時，托板會碰到輸紙臺板鏈條，紙垛無法順利輸送至模切機輸紙臺板進行模切加工。這就造成一個流生產(chǎn)的中斷，半成品在模切工序堆積，無法“流入”下一工序，造成一個流生產(chǎn)的斷流。托板一和模切機輸紙平臺如圖1、圖2 所示。

圖1 膠印機用托板

圖2 模切機輸紙臺板

3 分析問題

為使紙堆順利輸送到模切工序，讓受阻的生產(chǎn)流動起來，制定方案如下。

（1）方案1：模切機結(jié)構(gòu)保持不變，對膠印機物流系統(tǒng)改造，在膠印機的物流系統(tǒng)中使用模切機使用的木托板，根據(jù)模切輸紙臺板的尺寸減小膠印機紙垛托板的長度，即在膠印機和模切工序中統(tǒng)一使用現(xiàn)在模切機用的托板尺寸，只要將膠印機的塑料托板尺寸（1050 mm×735 mm）換成模切機托板尺寸（815 mm×650 mm），就能滿足模切生產(chǎn)的需求。這樣，紙堆就能順暢地流入模切工序進行模切加工，模切機使用的托板如圖3所示。

圖3 模切機用托板

這個方案需要重新定制托板，還要對膠印機自動物流系統(tǒng)重新安裝，根據(jù)托板二的尺寸調(diào)節(jié)自動物流系統(tǒng)軌道的距離。查看印刷機物流系統(tǒng)的位置檢測電眼數(shù)量較多，而且位置大多固定，不可調(diào)節(jié)。如果對膠印物流系統(tǒng)改進改造，相當于對整個物流系統(tǒng)拆掉重新安裝，將耗費大量人力和物力，改造的時間成本長和經(jīng)濟成本高，顯然不是最佳方案。

（2）方案2：膠印自動物流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不變，改進模切機結(jié)構(gòu)。對輸紙機構(gòu)全面改造，考慮將長榮MK21060 型的進紙寬度改寬，從而滿足一個流生產(chǎn)需求。即加大輸紙鏈條的間距，使紙垛托板能夠輸送至輸紙臺板。仔細測量長榮模切機的輸紙臺板寬度為1135 mm，比膠印托板（1050 mm）長85 mm，完全可以放入托板，只是輸紙臺板的鏈條擋住了拖板，如果將鏈輪軸向移動，就可以實現(xiàn)加寬輸紙臺板鏈條間距的目的。但是這種方案需要改動的地方太多，要對前后兩對鏈輪軸改短，位置開關(guān)限位要改動，機罩開缺口，位置改動，而且需要廠家的技術(shù)支持，聯(lián)系廠家，改動經(jīng)費需要一萬多元，且需停機約7 d，同樣需要耗費大量時間和經(jīng)濟成本。

對上述兩個方案進行技術(shù)可行性和經(jīng)濟合理性分析，在技術(shù)上，沒有對自動物流系統(tǒng)和模切機輸紙機構(gòu)整體改造的經(jīng)驗和成熟的技術(shù)支持。設(shè)備改造后不能保證系統(tǒng)能穩(wěn)定運行。在經(jīng)濟上，要對物流系統(tǒng)和模切機飛達部分整體改造也將耗費大量的人力和巨大的改造費用。因此，這兩種方案都不合適。如何尋求一種運行穩(wěn)定，經(jīng)濟合理的方案是目前迫切需要解決的問題。

4 解決問題

經(jīng)過反復(fù)測量、分析、研究，決定自行加工配件對模切機輸紙臺板進行改造。從解決模切機的托板開始嘗試，再次查看膠印機的托板尺寸為1050 mm，而模切機輸紙臺板兩條鏈條間距為1005 mm，只需要將鏈條位置向兩邊移動45 mm，膠印機使用的托板就能直接輸送到模切機輸紙平臺，完成模切加工生產(chǎn)，升降臺板的后面兩根鏈條不需要改動。

經(jīng)過測量膠印托板高度為175 mm，通過計算高度、分析受力點、模擬進紙?zhí)嵘齽幼?、重力測量及行程開關(guān)動作的可靠性分析，設(shè)計一個92°角型鋼硬連接，在提升臺板上加裝左右各一個連接座子（圖4）。

圖4 92°角型鋼

連接座子與提升臺板緊固連接。連接座子與92°角型鋼為可調(diào)連接。92°角型鋼的另一邊加墊片，自定心連接，兩邊去除鏈條的長度為92°角型鋼的長度。改造完成后，模切機輸紙臺板如圖5 所示。

從圖5 可以看出，模切機輸紙平臺兩鏈條的間距由1005 mm 增加為1135 mm，比膠印機托板長度1050 mm 長了85 mm，經(jīng)過改造后膠印機的托板可以順暢地輸送到模切機輸紙平臺，印刷半成品就可以直接通過物流系統(tǒng)轉(zhuǎn)運到模切機輸紙臺板進行模切加工。

圖5 模切機輸紙臺板（改造后）

5 結(jié)語

通過設(shè)備改造，解決了生產(chǎn)流在模切輸紙工序斷流的現(xiàn)象，為煙包印刷一個流生產(chǎn)奠定了設(shè)備基礎(chǔ)，一個流生產(chǎn)是按節(jié)拍一個一個流動的生產(chǎn)方法，是實現(xiàn)準時化生產(chǎn)的基礎(chǔ)。到目前為止，改造后的系統(tǒng)已經(jīng)試運行半年，每班模切成品16垛，未出現(xiàn)過進紙故障，效果良好。改造完成的加工成本僅幾百元，安裝完成的時間只用了一個班的時間，這個改造方案在技術(shù)先進性和經(jīng)濟合理性都是最優(yōu)選擇。根據(jù)公司設(shè)備智能化總體安排，另外5 臺模切機也將按照本方案進行改造，為公司全面打造一個流生產(chǎn)線提供設(shè)備保障。