去年秋天,一个老客户把我叫到他新厂里。车间装修得挺亮堂,但中间那段灌装到贴标的工序还是人工搬来搬去。他指着那排工人说,你看,灌完的瓶子得两个人端到封口机上,封完又得端到贴标机那边,人来人往的,瓶子上老沾指纹,有的还磕了碰了。他问我,能不能从灌装头出来直接怼到封口,再到贴标,一路不停?我蹲在车间地上,拿根粉笔从灌装机画到贴标机,量了量距离,又看了看输送带的高度,说能搞,但得把中间那几台单机拆了重新排,再加三台连线装置。他听完没犹豫,说干。
那条线我们干了四个月,中间出了大大小小一堆事。今天说说这条全自动包装线怎么从地上长起来的。

单机的时候,灌装机灌完一批,人工搬走,封口机再封。速度不匹配没关系,中间有个缓冲。但连成线以后不行了,灌装快了封口来不及,瓶子就在输送带上挤成一堆。挤得厉害的时候,瓶子会倒,一个倒了一排全倒。
第一版联机的时候,我就吃了这个亏。灌装机跑到每分钟50瓶,封口机只能封42瓶。中间的输送带只有两米长,缓冲空间不够。开机不到五分钟,瓶子就在封口机入口处卡壳了。后面的瓶子还在往前怼,前面的走不了,中间的瓶子被挤得歪歪扭扭,有几个甚至被挤出了输送带,滚到了地上。地上是环氧地坪,瓶子滚过去的声音“哗啦哗啦”的,听着就心疼。
后来把灌装机的速度压到了45瓶,封口机提到了43瓶,留了2瓶的余量。但这样两头都跑不满,效率不够。最后的方案是在灌装机和封口机之间加了一个缓存转盘,灌装出来的瓶子先进入转盘,转盘再根据封口机的需求把瓶子拨过去。转盘直径大概一米二,能存七八十个瓶子。这下好了,灌装机跑50瓶,封口机跑45瓶,中间的差额转盘自己消化了。转盘的声音挺有意思,瓶子在上面转的时候“咕噜咕噜”的,像一堆玻璃珠在盘子里滚。
有一回转盘的拨瓶爪卡住了,没注意。结果转盘上的瓶子越堆越多,堆到后面挤不动了,最下面那层的瓶子直接挤裂了。碎玻璃在转盘里转,发出“咔嚓咔嚓”的声音,我离着八米远就听见了。赶紧按了急停。后来在转盘上加了一个满料传感器,堆到一定高度就报警,再也不会挤碎了。
贴标机是整条线里最矫情的东西。瓶子从封口机出来,直接进贴标机。但膏霜瓶子大多是圆形的,标签贴上去要保证位置一致,不能歪。贴标机上的抚标海绵就是干这个的,把标签压平在瓶身上。
海绵的软硬程度很重要。太软了压不紧,标签边上会翘起来。太硬了会把瓶子压出痕迹。有次换了一批海绵,硬度没注意,比之前硬了不少。结果贴出来的瓶子标签是平的,但瓶子表面被压出了一圈凹痕,对着灯光看特别明显。那批货贴了一千多个,全得重贴。后来我把海绵供应商叫过来,跟他拍了桌子,让他把每种海绵的硬度标清楚。现在海绵上我都用记号笔写了硬度值,60度、65度、70度,换的时候看一眼就行。
标签的色标传感器也是个事。标签上有黑标,传感器靠检测黑标来确定切刀的位置。但有些标签的黑标印刷得浅,传感器识别不到,切刀就乱切。有一回传感器没调好,标签切的位置偏了,贴到瓶子上正好盖住了品牌名。操作工没发现,贴了两百多个才发现。我拿一个瓶子对着光看,标签上的字被切掉了一半,气不打一处来。后来规定每次换标签卷的时候必须用黑白测试卡校准传感器,校准完了才能开机。
贴标机跑起来声音不大,但里面的伺服电机频繁启停,“滋滋”的蜂鸣声一阵一阵的。有经验的师傅光听声音就能判断标签卷有没有断。断了以后电机空转,声音会变尖。我耳朵被这个声音磨了二十年,现在一听见声音不对,下意识就往贴标机那边走。
贴完标就得喷码。生产日期、批号,喷在瓶子底部或者标签背面。喷码机这东西,墨水是关键。墨水不对,喷上去擦不掉,或者一擦就掉。
有一回客户要求用深色瓶子,喷码在瓶底。墨水打在深色瓶底上看不清,得换白色墨水。白色墨水的附着性比黑色差一截。我们试了好几种,有的喷上去用手一蹭就花了,有的干了以后跟粉末一样能抠下来。最后定了一种UV固化墨水,喷完以后过一道UV灯,照一秒钟就固化。固化的那一下能闻到一股淡淡的臭氧味,像下过雨以后的空气。
UV灯的高度我调过好几回。太高了固化不彻底,太低了瓶子过不去。最后定在瓶子上方大概5厘米的位置。有一次灯管老化,功率下降了,操作工没注意。结果喷码机喷出来的字,放置半小时以后用手一擦,糊了。那天喷了三千多个瓶子,全部返工。后来我在UV灯旁边装了一个照度计,亮度低于标准值就报警换灯管。再也没出过这种事。
喷码机还有一个毛病——墨水飞溅。喷头离瓶子太远,墨滴在飞行过程中会被车间里的气流吹偏,喷出来的字就是花的。离太近了又容易蹭到瓶子。我一般把喷头到瓶子的距离控制在10到12毫米。这个距离是我拿尺子比划着定的,反正就在那个区间晃。
整条线连起来以后,每台机器都得跟主控系统通讯。灌装机、封口机、贴标机、喷码机,各家的通讯协议不一样。有的走485,有的走以太网,还有的走模拟量信号。
第一次联机的时候,通讯老是掉线。灌装机那边说贴标机停了,贴标机那边说没收到信号。查了一天,最后发现是网线质量不行,屏蔽层太薄,车间里变频器的干扰一上来,通讯就断了。后来全部换成双屏蔽网线,接地也重新做了。从那以后通讯没再掉过链子。
主控系统里有一个速度跟随的逻辑。灌装机速度一变,后面所有的机器速度跟着变。这个逻辑听起来简单,但调起来挺麻烦。有一次灌装机因为换料降速了,后面的贴标机反应慢了半拍,结果贴标机那边瓶子堆了一大堆。后来把通讯周期从200毫秒改成了50毫秒,响应快了,就再没堆过瓶子。
这条线改完以后,人工从六个人减到了两个。那四个人被调到别的岗位了,不是裁员,是产量上来了需要人手去干别的。老板跟我说,产量比原来高了大概三成,但车间里安静多了。
我把这条线改前改后的情况做了个对比,自己写着玩的,贴在办公室墙上。
| 项目 | 半自动(改前) | 全自动(改后) |
|---|---|---|
| 操作人数 | 6人 | 2人 |
| 小时产量 | 约1200瓶 | 约1600瓶 |
| 产品磕碰率 | 约1.5% | 0.2%以下 |
| 标签贴歪率 | 约2% | 0.3% |
| 换线时间 | 约40分钟 | 约20分钟 |
这些数字是我自己估的,没精确统计过,但大概差不多。
问:旧的单机能改造成连线吗?
能,但得看机器本身有没有通讯接口。没有的话就加传感器和PLC,用信号线硬接线。不过老机器的速度往往跟不上新机器,强行联机可能会拖慢整条线。我一般建议客户把核心的灌装和封口换成新的,贴标喷码能用旧的就用旧的。
问:全自动线换规格方便吗?
看换多大的规格。瓶型变了就要换输送带导轨和贴标机的夹瓶机构,大概一到两个小时。只是换标签或者喷码内容的话,十分钟以内搞定。我们设计的时候把大部分调节点做成了快拆结构,不用工具就能手动调节。
问:连线以后故障率会不会变高?
理论上会,因为环节多了。但实际上只要通讯做得好,故障率反而会降——因为以前人工搬运造成的磕碰、污染、漏工序全没有了。我们的线连好以后,首月故障率大概在2%左右,跑顺了以后能压到0.5%以下。
问:你们耘和的包装线跟别家比有什么优势?
我们做连线不是把几台机器拼在一起就完事了。每条线我们会根据客户的车间尺寸、瓶子形状、产量要求去算缓存区和输送带速度,连急停按钮的布局我们都考虑过——必须让操作工在任意位置伸手都能够到。细节上花的功夫比较多。
去年秋天那个老客户的线,现在还在跑。年初他给我发了一段视频,瓶子从灌装头出来,经过转盘、封口、贴标、喷码,一路没停,最后整整齐齐地排进装箱托盘里。视频里有声音,灌装机的伺服电机“滋滋”响,贴标机那边的海绵压标签发出轻微的“嘶嘶”声,喷码机UV灯启动的时候“嗡”一下。他后来把车间里那四个操作工调去做了仓储管理,现在那两个人盯着线就行了。前几天我给他打电话,问他忙什么呢,他说正在厂门口喝茶,线自己跑着呢,用不着他。
他喝茶的那把椅子,我认识。就是去年秋天我蹲在地上画粉笔线的时候,他坐着的那把。