论文循环塑料烟箱在卷烟工业企业的适应性研究与应用.docx
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1、【论文】循环塑料烟箱在卷烟工业企业的适应性研究与应用一、现状与需求分析随着社会对绿色发展、循环经济的不断重视,废旧物品的再利用成为降低成本、减少浪费、节约资源的重要手段。中国烟草公司于2013年开始呼吁各卷烟企业对烟箱进行回收循环利用,各中烟和相关企业相继进行了探索和研究,循环烟箱在各个中烟公司得到了大量的实际使用。瓦楞纸烟箱的循环使用已推广多年,但瓦楞纸箱存在流转过程中表面易附着灰尘、油污,而且经过两三次使用后,其摇盖的韧性、强度急剧下降等缺陷。目前市场流行循环塑料烟箱(以下简称塑料烟箱),为瓦楞纸烟箱的替代性产品,它主要是以食品级共聚性聚丙烯为原料,由PP塑料中空板联接成箱,使用次数明显增
2、加。相比传统瓦楞纸烟箱,塑料烟箱重量轻、耐腐蚀,租赁费用比购买纸质烟箱低,且使用次数达到使用极限后可进行打碎再加工,增加循环利用次数,是行业推进降本增效、绿色发展的重要举措。塑料烟箱的循环使用是践行行业“十四五绿色低碳循环发展工作要求,是坚定不移地走好绿色发展之路的一次有效尝试。虽然塑料烟箱循环使用的好处显而易见,但在实际推广应用中,却遇到了一些技术难点、痛点,具体情况如下:1装封箱硬件设备对塑料烟箱的兼容性问题(1)塑料烟箱上长折边划痕多在封箱过程中,当塑料烟箱上长折边与导向杆接触时,由于角度较大,塑料烟箱又比纸箱硬,上长折边可能会产生明显的折痕,如图1所示。图1:塑料烟箱上长折边折痕(2)
3、塑料烟箱打印条码质量差由于塑料烟箱表面比较光滑,在封箱机完成封箱动作,打印一号工程码的过程中,极易造成条码粘贴不牢、翘边、飞标等异常情况,影响产品质量。2 .塑料烟箱信息流与实物流不匹配塑料烟箱在装封箱系统完成封箱和打码后,通过件烟输送线入成品高架库。成品高架库仓库管理系统中只有传统的纸质烟箱和循环纸箱的烟箱类型定义,没有关于塑料烟箱类型的定义。自动化立体仓库依靠托盘的信息来管理出入库流程。入库时托盘带信息入库,出库时依靠入库的托盘信息来生成出库任务。塑料烟箱作为一种新的烟箱类型,在仓库管理系统中没有定义,入库流程中不能和传统的瓦楞纸烟箱区别开,出库时也没有办法精准发货,严重影响了后续的产品分
4、类统计和销售发货的及时性、准确性,如图2所示。图2:同品牌号的塑料烟箱与瓦楞纸烟箱无法区分3 .成品高架库拆码垛机器人对塑料烟箱的适应性差前期进行了塑料烟箱入库码垛测试,机器人抓取过程中掉落频次、概率陡增,通过数据比对也验证了这一点,具体数据详见表1和图3。图3:入库区域掉烟数据柱状图后发现引起掉烟增多的源头是成品高架库仓库管理系统中没有塑料烟箱的定义,塑料烟箱和传统瓦楞纸烟箱共用一套相同参数的拆码垛系统。由于塑料烟箱相比于传统瓦楞纸箱在尺寸规格和材质两个方面存在着一定的差距(见表2和表3所示),两者共用一套相同参数的拆码垛系统会导致在出入库码垛过程中烟箱掉落,引起现场设备停机及后续处理,影响
5、出入库效率和增加二次搬装费用;其次,烟箱掉落,会造成烟箱碰撞设备,导致烟箱质量受损和设备损坏;最后,出入库现场烟箱掉落,很有可能造成现场作业人员的人身伤害,存在很大的安全隐患。回箱体规格、结构、楞型切箱名称外形尺寸(mm)结构相型塑料用箱463256581三层横瓦楞瓦愣纸烟箱470256585三层竖瓦楞(1)塑料烟箱与传统瓦楞纸烟箱尺寸规格不完全一样从表2中可以看出,塑料烟箱和传统瓦楞纸烟箱在长度和高度上分别存在着7mm和4mm的差距,若拆码垛机器人沿用传统瓦楞纸烟箱的笛卡尔坐标和运行轨迹来抓取件烟,在出入库拆码垛时会因其尺寸的累加误差造成抓取烟箱不到位或副蹭到周边物流设备引起掉烟,摔坏烟箱。
6、(2)塑料烟箱与传统瓦楞纸烟箱材质不一样负责拆码垛的机器人采取海绵真空吸盘产生负压吸取烟箱,按照预先定义好的运行轨迹来完成拆码垛动作。机器人在抓取后向上提升的过程中,不可避免地会产生烟箱的晃动,由于塑料烟箱的材料相比瓦楞纸烟箱要硬,摩擦系数更小,晃动过程中比纸质烟箱更加容易漏气;提升速度越快,晃动越剧烈,烟箱也更加容易掉落。可以看出,由于塑料烟箱和传统瓦楞纸烟箱在尺寸上的差异,两者不能共用一套相同参数的拆码垛软件系统;由于塑料烟箱和传统瓦楞纸烟箱在烟箱材质上的差异,必须对现有的机器人拆码垛硬件进行优化升级。4 .成品高架库塑料烟箱合流输送稳定性差成品高架库输送路径从逻辑上可以划分为两块,入库输
7、送区和出库输送区,两者都存在着件烟合流环节。卷接包车间输送过来的件烟经12号螺旋提升机送至成品入库区,在件烟输送设备(详见图4)处进行二合一汇合至一条件烟输送线;同样在出库区域也有件烟合流设备。图4:入库区域合流位置示意图以入库区域合流处为例,件烟合流处之前两条输送线分为干线与支线,支线末端使用皮带加速烟箱,使烟箱在较短时间内快速插入干线烟箱间的空隙。但随着塑料烟箱的应用推广,件烟合流处除了面临瓦楞纸烟箱与瓦楞纸烟箱合流外,还增加了瓦楞纸烟箱与塑料烟箱、塑料烟箱与塑料烟箱两种组合的合流,件烟合流处输送皮带运行速度较快,在合流时,塑料烟箱会与输送皮带产生较明显的滑动,导致塑料烟箱经常无法在足够短
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