集成的饼干包装生产线

英国United Biscuits（联合饼干,以下简称UB）公司投资了500万英镑用于购买新的生产和包装Ginger Nuts饼干的设备，这将它位于英国Carlisle市的工厂中的大部分人工操作都转换成了高度自动化操作。 
         
    虽然有一小部分投资是用于购买一台新的搅拌机和对烤箱中的控制器进行升级，大部分的新设备都是与包装有关的。自从去年六月新的生产线投入运行后，生产效率获得了很大的提高。现在，5个包装工人的产量比没用自动化设备之前的25个工人的产量还要多出近40%。这条生产线主要被用于生产McVitie's牌Ginger Nuts饼干（在英国称其为饼干，在美国称其为小甜饼），每星期运行五天，每天运行24小时。 
     采用新生产线之后的一个额外好处是提高了包装的货架展示性，因为包装方式由卷式改为了流式。 
         
    “包装机上有一块三角撑板，可以把底封口推进去一些，”部门Peter Scott说，“在传统的流式包装机上，底封部分要比包装本身宽一些。而这台流式包装机所形成的包装就显得整齐许多。” 
         
    包装所用的新型材料是由Alcan Packaging公司提供的，它是一种将20微米透明PP与28微米白色PP经粘合剂复合而成的双层膜，上面的图形是在透明PP基材上进行反转凹版六色印刷而得到的。 
         
    在为Ginger Nuts饼干生产线选择包装设备时，UB采用了一种集成式系统的方法。从生产线起始端的冷却传送带到末端的机器人装箱机，生产线上的大部分设备都是由Sigpack Systems公司（现在已是Bosch Packaging Technology公司的一部分）提供的。“我们选择了被普遍认可的，同类的解决方案。”Carlisle工厂的总工程师Glenn Allison说。 

    设备的各个部件是由一台Rockwell ControLogix控制器进行管理的，它既负责逻辑也负责运动。这条生产线的另一个突出特点为它是根据Sigpack Systems的Systegra概念来设计的，根据这个概念，所有的机器都通过一个通讯网络（这里使用的是Profibus）紧密地集成到一起。就像Scott所说的那样：“整条生产线是很智能化的，每个组成部分都可以通过通讯网络与其他部分进行相互通信。” 
         
    灵活性和迅速的产品转换也是设计这条生产线时的一个非常重要的目标，部分原因是因为UB公司既生产自有品牌的产品，也为别的客户进行代工生产。“具有迅速的产品转换能力可以使我们zui大程度地抓住机会，”Allison说，“更换一种薄膜可能要花2到3分钟，如果还要改变产品尺寸和外包装，那所需的时间要超过45分钟。” 
         
    从头开始 
         
    当饼干被从一楼的搅拌和烘焙车间传送到二楼包装线上的冷却传送带上时，包装操作就开始了。分离轨道会把饼干送到两条独立的传送带上，这两条传送带分别通向一条包装线。 
         
    在2号包装线上，饼干需要经过整理、流式包装、聚积、装箱、封箱等操作。包装薄膜上所印刷的鲜艳图案有时是McVitie's品牌的，有时是其他客户的。 
         
    1号包装线与2号包装线基本相同，只是它还有一个可选择安装的拨轮，后者可以把包装好的饼干送至一个旋转传送盘处，然后再送到第二台流式包装机处，以便把两小包饼干再包装成一个大包。如果知道以前的饼干都是由人工送进包装机中，然后再由人工把包装好的饼干装到纸箱中，那么现在1号包装线的操作会给人留下深刻的印象。 

    要对平卧状态的Ginger Nut饼干进行包装，*个任务是要把这些饼干给立起来。通过把喂料传送带后面的振动通道降低几英寸，就轻松地解决了这个问题。这种小小的下降就会使饼干像瓦片那样搭接起来，随着不断向前振动，它们就会逐渐地、轻轻地调整到竖直状态，排列成十排。 
         
    紧跟着10通道振动喂料器之后的设备是一台10排Sigpack ZHG系统，它可以把饼干分成任意包装所需要的份数，具体是通过测量的方法来完成的。例如，一个200克装的包装通常需要20块饼干。在测量到预定的饼干数目之后，一个机械部件就会马上阻止后续饼干的进入。然后这十组分配好数量的饼干就会被送到一个喂料托盘上，再进入一个成直角连续运行的空中传送带，接着又是一个直角传送带，zui后进入HSS型流式包装机。 
         
    这台流式包装机的zui高速度可达140包/分，并安装了一台Markem Smart-Date热转印打码机。这台包装机通常使用一种透明的冷封膜，下游一号包装线上的流式包装机会马上用印刷好的包装膜进行二次包装。 
         
    在流式包装机后面不远是一台由Heat and Control美国分公司提供的Ishida称重/金属检测机。因为*，要让所有的Ginger Nuts饼干保持*的一致是很困难的，因此经常会出现20块一包的饼干过重或过轻的情况。称重机可以发现这个情况，并向HSS流式包装机上的ContoLogix控制器发送一个反馈信号。然后控制器会向上游的ZHG十通道喂料机发送一个信号，通知它增加或减少各通道上每一份的饼干数量。 
 
    “由于通讯网络的帮助，机器上的拨爪会自动进行调整，”Allison说。这种集成控制是如此，以致只需5名工人就能操作这两台整理机、三台流式包装机、一台旋转传送盘、两台聚积系统、两台开箱机、两台装箱机和两台封箱机，这些就组成了上述的两条包装生产线。 
         
    旋转传送盘 
         
    负责把饼干包从HSM流式包装机传送到HBM外包装机的是一台旋转传送盘。通过Sick连续激光传感器的帮助，可以地避开透明包装膜，确定前端饼干的边缘，然后传送盘上的真空拾取头就可以将包装好的饼干包传送到一条空中传送带上，后者又连接着另外一条直角传送带。接着，饼干包被两个一组送到HBM外包装机处。由Sick公司提供的背景抑制光电传感器可以将包装袋下面的不锈钢传送轨道忽略掉，并能确认两包饼干处在正确的位置，然后进行二次包装。 
  
    在离开了也同样安装了Markem Smart-Date打码机的二次包装机之后，双包装饼干就被直接送到一台Sigpack TTL型自动顶入式装箱机处。如果装箱机因为某种原因没有准备好，一台Sigpack FS Store*先出立式缓冲系统会接收这些饼干包，直到装箱机准备好了。 
         
    “如果装箱机需要清除阻塞的话，饼干包就会像汽车停入多层停车场那样暂时储存在FS Store缓冲系统中，”Scott说，“如果FS Store缓冲系统没有多余空间的话，它就会向包装机发出一个暂停的信号，接着ZHG整理机/喂料机也会暂停。饼干会继续在10通道的振动喂料机中聚积，直到下游设备再次正常工作。生产线是紧密集成在一起的。” 
         
    辅助TTL自动装箱机工作的是一台Sigpack自动开箱机，它可以适应13种不同的纸箱或托盘形式。无论是什么形式的箱子或托盘，它都会将其放在顶入式的位置。如果要更换另一种不同形式的纸箱，只需在HMI触摸屏上的菜单进行选择即可，几分钟就可完成。装好的纸箱用胶带封口，然后同一台Markem喷墨打码机进行打码，zui后被送到略远一些的码垛区域。 

    这条生产线自去年六月安装之后，一直运行的很好，每天可处理大约700万片饼干。目前别的UB公司生产工厂也在评估这条生产线的性能，可能也会选择这种集成系统。工程Allison对此毫不惊讶。“在我们购买这条包装线的时候，我们就清楚它的质量。”他说。