Транспортировка материала (Глава 19)

Книга «Гофроиндустрия. В поисках совершенства»

Со склада рулонов в зону переработки

Цель этой и следующей глав — осветить новинки современной системы логистики на гофрозаводах и на заводах по выпуску листа. Данные, представленные в главе, получены из опыта разных предприятий по всему миру, автор собирал эти данные на протяжении пятнадцати лет или около того.

В первой главе мы рассмотрим компоновку завода, дополнительное оборудование и системы управления для:

• склада хранения рулонов;
• промежуточного буферного склада между зоной гофрирования и зоной переработки;
• модулей управления процессом логистики для этих зон.

Сначала рассмотрим необходимость инвестирования в системы транспортировки материалов. Достаточно сказать, что ни один новый завод в развитых странах не строят сегодня без этих систем. В следующей главе будет освещена вторая часть транспортной системы (через зону переработки в зону окончательной обработки) на гофрозаводе, включая систему логистики (на тех же линиях) плюс различное специальное оборудование типа автопитателей, разламывателей, палетайзеров, обандероливателей и упаковочных машин.

Строительство нового или реконструкция существующего завода

Перед тем как планировать большую реконструкцию завода или строительство полностью нового, нужно учесть следующее:

• в гофроиндустрии растет стоимость основного оборудования и рабочей силы, в то время как добавленная стоимость статична;
• повышаются требования к стандартным качественным характеристикам выпускаемого картона, его цветовым и визуальным характеристикам;
• тиражи заказов и время на обработку заказа уменьшаются;
• своевременную поставку с высокой степенью надежности;
• увеличение производительности гофроагрегата с применением усовершенствованных технологий;
• сегодня современные гофроагрегаты, наверное, самые универсальные машины на заводе, и больше они не являются основным критерием планирования работы производства;
• сегодня тяжело поддерживать высокий уровень производительности перерабатывающих машин из-за небольших тиражей заказов и возросших требований к качеству выпускаемой продукции.

Поэтому при инвестировании нужно обратить внимание на следующее:

• сосредоточение персонала только в рабочих зонах;
• максимальное использование перерабатывающих машин: картон должен подаваться на перерабатывающую машину по требованию;
• оснастка, штампы, клише и краска должны подаваться на машину вовремя;
• транспортная система должна быть спроектирована, установлена и автоматизирована таким образом, чтобы можно было сократить рабочие места, повысить производительность и надежность производства, а также сократить количество отходов.

На рисунке представлен упрощенный блоковый компоновочный чертеж современного гофрозавода, оснащенного системой транспортировки материалов и системами управления.

Существующий компоновочный чертеж может отличаться от блокового деталировкой. Например, выход с гофроагрегата можно расположить ближе к высокопроизводительной, встроенной в линию флекопечатной машине, чтобы сбалансировать и сократить расстояние перемещения передаточной тележки; на потоке выхода с гофроагрегата нужно установить линии для сортировки частично выполненных заказов. Требования по логистике оговаривают на этапе планирования завода. Сюда входят:

Автоматическая система транспортировки рулонов

[private group=1]

Обеспечивает доставку рулона без повреждений с подготовительного участка на рулонную установку на гофроагрегате и подтверждает, что рулон доставлен на заданную позицию.

Автоматически рулон центрируют и выравнивают на рулонной установке. Рулон автоматически подают вверх, используя зажимные патроны, не повреждая при этом гильзу (это важно, так как один и тот же рулон можно будет использовать несколько раз); затем рулон перемещают в зону подготовки к сплайсированию.

После использования рулон опускают и обязательно выводят на транспортер (снова в автоматическом режиме), печатают новую этикетку со штрих-кодом, где указаны данные о рулоне, учетные данные и оставшееся количество метров, затем ее приклеивают на рулон и рулон автоматически транспортируют назад на склад рулонов или на другое место загрузки на гофроагрегате. При использовании этой системы отпадает необходимость в погрузчиках с захватами, которые заезжают в зону гофроагрегата; вы можете сократить количество рабочих и уменьшить количество ошибок персонала; система позволяет синхронно в автоматическом режиме проводить смену рулона, что ускоряет технологический процесс и уменьшает количество повреждений, а соответственно, дает большую экономию, так как уменьшается количество отходов.

Совместно с системой управления на складе рулонов автоматическая система транспортировки обеспечивает эффективное управление частично использованными рулонами, удаляет рулоны с недостаточным метражом и обеспечивает полный контроль в соответствии с требованиями ISO 9000.

Выход с гофроагрегата и автоматизированный промежуточный буферный склад

Здесь стопы картона (или блоки, т. е. собранные и укрепленные стопы из небольших листов) забирают с гофроагрегата в зону хранения и в зону подачи на линии, используя транспортеры. Каждый отдельный блок перемещают по заводу независимо от того, отправят ли его на переработку или на хранение.

• Линии для листа и линии обратной подачи
Это скоростные линии, по которым непереработанный картон перемещают прямо в зону готовой продукции, где его укладывают на поддоны, обандероливают и отгружают. Линии предназначены также для транспортировки возвратного бракованного картона назад с зоны подачи на перерабатывающие машины в специальную зону для сортировки или утилизации.

• Автоматическая подача оснастки и оборудования для проведения обслуживания
Над буфером для хранения обычно расположен промежуточный этаж, где готовят и хранят оснастку, вырубные штампы, клише и краски. Промежуточный этаж оснащен автоматизированной системой транспортировки для доставки материалов на станцию загрузки, где используют лифты, которые встроены в основную транспортную систему на полу. Система настроена таким образом, чтобы необходимые материалы поступали на указанную перерабатывающую машину в период подготовки заказа.

• Управление процессом
Сегодня такие системы не работают без специально разработанной системы управления процессом. Обычно в нее входит система контроля на базе ПАК с системой управления процессом высокого уровня на ПК или другой компьютерной платформе. Они также предназначены для сбора производственных данных. Система, которая работает в одном цикле, на сегодня — большая редкость.

В большинстве систем весь технологический процесс разбит поэтапно. Каждый этап разрабатывают очень скрупулезно, чтобы максимально сократить сбои в производственном цикле. Давайте детально остановимся на каждом этапе данной системы.

Транспортировка рулонов

Некоторые уроки усвоены благодаря другим отраслям, которые первыми, еще до внедрения таких систем в гофропромышленность, начали использовать системы транспортировки рулонов. В качестве примеров назовем бумажную промышленность и промышленность по выпуску фотопленки. Для последней принципиально важно, чтобы транспортировка осуществлялась надежным и аккуратным способом. Один рулон фотопленки весом в четыре тонны стоит более £50 ООО.

Любое повреждение при транспортировке, особенно наружных слоев, обойдется очень дорого, а следовательно, этого нельзя допускать. Если оборудование сломается, никто не скажет спасибо за то, что включили свет, чтобы посмотреть, что произошло! Высокая надежность и транспортировка без повреждений рулона, а также безопасность персонала в зоне, где бумажные рулоны весом в несколько тонн перемещают в автоматическом режиме, — важные требования, которые предъявляют к системе для транспортировки рулонов. На многих гофроагрегатах используют встроенные в пол тележки для подачи рулонов на рулонную установку. Это простая и экономически выгодная система, которая подходит для выпуска больших тиражей при условии нечастой смены марки выпускаемой продукции в смену.

Сквозной пластинчатый транспортер в полу

Однако при введении новых параметров была создана ярусная система, которая благодаря требованиям и позволила увеличить универсальность гофроагрегата. А все началось с самонаклада и гофроагрегатов с симплексной системой, которые работали по принципу «выпуск продукции вовремя». Новые требования заказчиков на сегодняшний день таковы, что небольшие тиражи и быстрое реагирование на отзыв заказа является обычной практикой на многих гофрозаводах, и планирование производства вынуждено подстраиваться под общие требования.

Современные гофроагрегаты позволяют осуществлять смену заказа как в сушильной, так и в мокрой части на высоких скоростях с минимальным количеством отходов; поэтому с экономической точки зрения обоснованно работать с разными марками картона и с разной шириной и осуществлять быстрые переходы.

Если использовать традиционные тележки, то могут возникнуть проблемы при загрузке и подготовке рулонов. Более десяти лет назад была создана первая система транспортировки рулонов для гофрозаводов. С тех пор установлено много подобных систем. Промышленность очень заинтересована, чтобы такие системы работали быстрее и были повсеместно распространены.

Узкие гофроагрегаты или гофроагрегаты симплексного типа с/без дополнительного персонала в мокрой части не могут работать эффективно без автоматической системы транспортировки рулонов, систем загрузки и разгрузки. Экономическое обоснование основывается на следующих преимуществах:

• сокращение рабочих мест;
• быстрое движение рулонов, так как их можно менять быстрее, синхроннее и автоматически загружать на рулонную стойку без повреждения гильзы;
• меньше отходов из-за повреждения внешних слоев на рулоне и внутренних слоев возле гильзы;
• меньше погрузчиков с захватами, которые нуждаются в обслуживании, загрязняют окружающую среду, создают опасные ситуации и повреждают материал. На рисунке представлены типичные варианты устанавливаемых систем. На некоторых использованы передаточные тележки, на всех есть плоские транспортеры и поворотные столы.

Новый рулон бумаги подают со склада рулонов, используя погрузчик с захватами. Водитель руководствуется дисплеем на погрузчике, который связан по радио с компьютеризированной системой управления на складе рулонов. Рулон помещают на плоский цепной транспортер, установленный на полу и перемещающий его на центральную станцию подготовки рулонов, где сканер считывает данные со штрих-кода на этикетке и передает их в систему управления процессом.

Быстрая автоматическая челночная тележка со встроенным транспортером для рулонов, перемещающаяся в канале на складе рулонов.

На станции подготовки на рулоне удаляют оберточный слой на подъемном поворотном столе и в автоматическом режиме перемещают рулон, не повреждая его. На терминале выбирают место загрузки рулона на рулонной установке и направление размотки. Рулон забирают, используя передаточную тележку, которая встроена в пол и проходит сквозь стену склада рулонов. Затем рулон перемещают по сквозному плоскому транспортеру к месту загрузки на рулонной установке. Здесь его центруют и перемещают вертикально или горизонтально на подъемной секции транспортера, так, чтобы установить гильзу в месте точного позиционирования зажимных патронов и закрепить с обеих сторон без повреждения гильзы. Такую систему перемещений не используют на новых рулонных установках с шарнирными рычагами.

После работы частично использованный рулон или гильзу автоматически опускают и выводят механическим способом с зажимного патрона на транспортер, затем перемещают, используя поворотный стол, на возвратный плоский транспортер. После этого рулоны подают на передаточную тележку, которая доставляет их назад в склад. Компьютер на сплайсере гофроагрегата считывает длину остаточного рулона и печатает этикетку со штрих-кодом, которую затем клеят на рулон. Этикетка содержит данные о марке бумаги, ширине, остаточной длине, о производителе рулона, поставке и использовании. В соответствии с указаниями управляющего компьютера рулон ставят на определенное место хранения на складе рулонов, используя погрузчик с захватами (или автоматический кран).

Существует несколько различных вариантов компоновки и дополнительного оборудования для транспортировки рулонов между складом рулонов и гофроагрегатом. Например, на рисунке показана упрощенная схема монтажа: без центральной подготовительной станции и без передаточной тележки.

Выбранные рулоны помещают непосредственно на сквозной плоский используя погрузчик с захватами, поступающие рулоны помещают на встроенную в пол тележку или ставят на пол возле тележки, где они ожидают своего часа. Так как моторизированная тележка является частью автоматической системы загрузки и разгрузки, оставленные рулоны ожидают загрузки на рулонную остановку, не препятствуя выгрузке рулонов.

Использованные рулоны вывозят на тележке, затем оператор выталкивает рулон руками или при помощи специального устройства для выталкивания рулонов на плоский транспортер; после этого рулон поступает на поворотный стол, где его поворачивают на 90° и отправляют на место назначения на транспортере, установленном параллельно центральной оси гофроагрегата. В конце транспортера рулоны выгружают, используя кантователь на слегка наклоненной рампе. С рампы рулоны снимают погрузчиком с захватами. Основные компоненты, используемые в системах транспортировки рулонов: станция подготовки рулона, сквозные плоские цепные транспортеры, поворотные столы со встроенными транспортерами, передаточные тележки со встроенными транспортерами, загрузочные транспортеры на рулонную установку, регулируемые секции конвейера в зоне съема, устройства для считывания штрих-кода и принтеры со всеми элементами управления, измерительной системой и датчиками.

Для проведения техобслуживания на гофроагрегате легкие погрузчики могут ездить по плоским цепным транспортерам; но если нужно, чтобы тяжелые погрузчики с захватами проехали через транспортеры, на них кладут накладные листы. Но основная цель — уйти от использования погрузчиков как в зоне гофроагрегата, так и в зоне переработки. Кроме того, что погрузчики являются основной причиной несчастных случаев с персоналом на заводах гофротары, они также являются основной причиной повреждений оборудования и создают определенные трудности при получении сертификатов соответствия гигиеническим нормам. Системы контролируют при помощи ПАК, связанного с ПК или другим компьютером для управления данными в режиме реального времени с графическим дисплеем. Датчики движения обычно ставят ниже уровня пола, чтобы таким образом защитить их от повреждений и избежать ограничений по перемещению персонала.

Выход с гофроагрегата

Плоские цепные транспортеры, иногда с наружными роликовыми опорами, или пластиковые транспортеры со сплошным полотном здесь уже практически вытеснили роликовые транспортеры. Используя транспортеры такого типа, можно добиться транспортировки без маркировки нижних листов и рассыпания стопы. Большая редкость сегодня — увидеть стопоукладчик на гофроагрегате без выводного транспортера. Стандартная линия вывода с гофроагрегата оснащена четырьмя модулями на станции съема между гофроагрегатом и передаточной тележкой, чтобы создать буфер. Если картон поставляют в листах, то для укладки стоп на поддоны используют палетайзер челночного типа или палетайзер с механизмом подачи поддонов.

Подача листов — укладка на поддоны

На предприятиях, где выпускают лист на продажу, или на традиционных предприятиях с большим объемом листа на продажу обычно установлено дополнительное оборудование для укладки стоп гофрированного картона на поддоны. Это может быть простой поперечный толкатель, который перемещает стопу на поддон, поставленный вручную, или палетайзер челночного типа, где роликовый стол перемещает стопу над поддоном, пока ролики переключаются на работу в обратном направлении, чтобы переместить стопу на поддон. К этому простому решению можно добавить различные компоненты, как, например, механизм подачи поддонов, загрузочный механизм, кантователи, роботизированные загрузчики и т. п.

Промежуточный буферный склад — гофроагрегат — переработка

При такой технологической схеме на заводе гофротары используют универсальную транспортерную зону хранения и реверсивный буфер соответствующего объема между гофроагрегатом и перерабатывающими машинами. Систему проектируют с учетом возможных изменений в будущем. Нужно выбрать тип и количество транспортеров, а также уровень автоматизации, который должен соответствовать различным используемым в работе схемам.

Конвейерный склад — компоновочный чертеж L-типа.

Компоновочный чертеж такого типа наиболее популярен среди большинства предприятий и поставщиков. Он включает:

• передаточные тележки для перевозки блоков с транспортеров и для их загрузки на заданные линии в зоне хранения;
• промежуточный склад, который состоит из участка для складирования частично выполненных заказов (обычно не используют при симплескной системе резки на гофроагрегате) и участка для потокового складирования для картона, который направляют на переработку;
• передаточные тележки, которые забирают стопы с транспортеров для хранения на линии подачи на перерабатывающие машины или для кругового перемещения стоп, если требуется;
• на некоторых линиях подачи есть поворотные столы и выравнивающие станции;
• челночные тележки на линиях подачи обеспечивают безопасный проход персонала.

Если на заводе используют компоновочный чертеж U -типа, потребуется третья передаточная тележка и один или два поворотных транспортера 90°. Однако общий принцип схемы остается тем же.

Конвейерный склад — компоновочный чертеж U-типа.

Для заводов, где в час производят менее 20 000 кв. м, нужна только одна передаточная тележка для задней зоны хранения, что более экономично. При выборе типа транспортера важно предотвратить падение стоп или эффект «лапы слона», т. е. сползание нижней части стопы, что создает серьезные проблемы при разделении стоп и автоматической загрузке машин. Идеальное решение — использовать пластиковый транспортер; но он дорогой, поэтому его можно использовать избирательно. Следующие концепции считают устаревшими для современных заводов:

• Роликовые транспортеры
Часто происходит развал стоп; уровень частоты зависит от типа гофры и грамматуры гофрированного картона, а также от длины транспортера, шага между роликами и конструкции привода.
• Ленточные транспортеры
При использовании ленточных транспортеров нижние листы в стопе маркируются при прижиме на участках перегрузки, где используют толкатели. Более того, ленточные транспортеры требуют частого затратного ремонта и обслуживания.
• Использование подкладных листов
Технически транспортировку с использованием подкладных листов осуществляют без проблем, но для того чтобы убирать листы перед подачей на перерабатывающие машины, а также для возврата использованных листов нужен дополнительный рабочий персонал. При транспортировке они создают много шума. Затраты неоправданно высокие.

Промежуточный склад ярусного типа

Новое направление при промежуточном складировании — система, при которой стопы картона ставят на пол в несколько ярусов. Стопы перемещают, используя передаточные тележки, которые перевозят интегральные тележки — «спутники»(Satellite), которые могут перемещаться под прямым углом к материнской тележке со стопами картона, чтобы поместить стопу или забрать ее с места хранения. Принцип работы показан на рисунке.

Сегодня рекомендуют использовать либо плоские цепные транспортеры с внешними роликовыми транспортерами, либо пластиковые цепные транспортеры, которые особенно подходят для профиля Е и микрогофрокартона. При этом стопа не разваливается, нет маркировки на нижних листах картона.

На промежуточном складе используют следующее оборудование:

Передаточная тележка

Лучшим решением для боковой выгрузки/загрузки стоп является передаточная тележка. Беспрерывный транспортер не всегда подходит для этой цели. Высокопроизводительные передаточные тележки должны быть оснащены следующим оборудованием:

• сервопривод, рассчитанный на максимальную скорость 180 м/мин. с приводом на четыре колеса и плавным пуском/остановом;
• полиуретановые диски колес;
• отдельная система управления на ПК и в кабине водителя на тележке, откуда можно управлять всеми связями. Полностью автоматическая система может быть легко переведена в ручной режим;
• подача напряжения через контактный стержень, который может легко проходить сквозь пожарный проем;
• передача данных через инфракрасный порт;
• сверхточное позиционирование благодаря лазерной измерительной системе;
• лазерные сканеры с обеих сторон тележки для предупреждение несчастных случаев и безопасности персонала.

Линии задней зоны хранения

Их в основном используют для хранения частично изготовленных заказов и для компоновки заказов в определенном порядке после того, как заказ изготовили на гофроагрегате.
• Первый внутрь / второй наружу (ПВВН).
• Расстояние между стопами обычно составляет 200 мм.
• Один или два центральных цепных транспортера (сейчас опускающиеся) с установленными параллельно гравитационными роковыми транспортерами, ролики диаметром 60 мм, высотой 66 мм.
• Основной блок с беспрерывно движущимися роликами для плавной транспортировки небольших стоп с линии задней зоны хранения на тележку, а также для разделения стопы.

Промежуточный склад — участок потокового складирования

• Первый внутрь / первый наружу (ПВПН).
• Накопление без зазоров,
• Один или два центральных цепных транспортера (пластинчатые транспортеры) с пневматической подъемной системой.
• Основной блок для плавной транспортировки с обеих сторон.
• Реверсивные транспортеры для универсальности; с любой стороны возможна и загрузка и выгрузка.
• Использование длины приблизительно на 90%. В целом буферные линии доказали свою выгодность, но осталась пара проблем, которые нужно решить:

• при транспортировке легкой стопы не всегда удается добиться того, чтобы стопа не развалилась, если используют только один плоский цепной транспортер;
• при использовании двух плоских цепных транспортеров зазор между гравитационными роликовыми транспортерами создает некоторые трудности при транспортировке листов длиной менее 800 мм, так как зазор очень большой.

Поэтому рекомендуют использовать блоковонакопительную систему на линиях участка потокового складирования. В систему входят сдвоенные плоские цепные транспортеры (без подъемника), оснащенные параллельными гравитационными роликовыми транспортерами или пластиковыми цепными транспортерами.

Линии хранения на заднем плане, промежуточный склад потокового складирования.

Каждая линия состоит из секции загрузки, буфера и передаточной секции. Если стопы перемещают внутрь и наружу одновременно, то иногда их возвращают обратно на буферную линию для интегрирования во вновь загруженную стопу в блоке. Автоматическая система передачи данных в этой системе менее сложная, чем передача данных при накоплении без зазора, но длину транспортера используют только на 75%.

Загрузка на машину

Следующий заказ в очереди в системе планирования подают на линию подачи на соответствующей перерабатывающей машине. В особых случаях, по требованию, отдельные стопы из заказа можно вызывать через пульт управления на линию подачи на определенную перерабатывающую машину. Туже операцию можно выполнять и с группой стоп в блоке при выходе с буфера, так как блок изначально сформирован на или после стопоукладчика на гофроагрегате. Если материал загружают обратно по какой-то причине (например, проблемы на перерабатывающей машине, поломка оснастки), то всю стопу нужно вернуть назад, в зону хранения, в автоматическом режиме. Если речь идет о частично переработанной стопе, то на передаточную тележку нужно передать данные об оставшейся части стопы. Для транспортировки стопы используют реверсивные плоские цепные транспортеры различного типа с параллельными гравитационными роликовыми транспортерами.

Если нужно, в зоне подачи на машину используют челночную тележку, которая открывается сбоку, для обслуживания машины или для обеспечения безопасного прохода для персонала. На некоторых участках нужно установить поворотные устройства для разворота стоп на 180° или 90° (или такие поворотные устройства, где верхняя и нижняя печатная секции работают бок о бок), а также дополнительную станцию для центрирования, которая повысит производительность большинства автопитателей.

Автоматизация и управление процессом

Автоматизацию зоны промежуточного складирования проводят в несколько этапов, до получения полностью автоматизированной транспортной системы.

[/private]

По вопросам покупки книги «Гофроиндустрия. В поисках совершенства» обращайтесь:
Константин Шабуневич
Тел. моб: +38 093 246 21 21 (Viber, WhatsApp, Telegram)
[email protected]

If you find an error, please highlight a piece of text and clickCtrl+Enter.