■ 雷 鵬 陳從華 王智慧

〔河南京聯四合棉花科技有限責任公司，河南鄭州450004〕

一、引言

在棉花加工企業(yè)，棉花加工生產線生產出來的棉包會通過人工小推車或者夾包車運送至暫存貨場，然后由人工駕駛夾包車進行棉包碼垛作業(yè)，因為棉包兩個端面刷有嘜頭并縫有條形碼數據標簽，夾包車的夾具會損傷端面和條形碼數據標簽，造成棉包的信息丟失，所以夾包車只能夾持棉包的側面來完成碼垛作業(yè)。暫存貨場的棉包碼垛完成后，由于棉包兩個端面的信息還需要人工核對無誤后才能組批出廠運往儲棉庫，因此棉包只有以垂直側面的方向進行碼垛，才能保證每個棉包的端面完全露出來。為了完成這樣碼垛形式且不損壞棉包的信息，夾包車只能采取垂直于碼垛方向的側面作業(yè)，每個棉包堆放過程中，需要反復不斷地轉向、前進或倒車，雖然這一過程會由經驗豐富的駕駛員操作，但是碼垛效率依然很低。

夾包車夾具打開放下棉包時容易觸碰到其他棉包，易造成碼垛歪斜、垮塌，存在安全隱患。為此，在碼垛過程中，夾包車需要不斷地從碼垛方向側面轉向到碼垛方向，用夾具從棉包端面整理位置不合適的棉包，不僅進一步降低了碼垛效率，而且增大了碼垛成本，同時留出的夾包車轉向、運行通道降低了暫存貨場的利用率。這一工作過程需要人員與機械工具配合共同完成，由于每位操作者的水平參差不齊，棉包碼垛的規(guī)整性也存在著差異，還存在棉包碼垛過程中從夾包車夾具中脫落的現象，因此具有一定的危險性。因為棉花加工企業(yè)是24小時生產的，所以夾包車駕駛員在晚上進行作業(yè)的時候難度要比白天大得多，如果再遇上惡劣天氣，操作難度就會進一步增加，危險系數也隨之升高。

棉包碼垛是棉花加工很重要的一道工序，這一工序的自動化程度將直接影響著棉花加工的整體工作進度，甚至影響加工期的時間，如果能將這一過程實現自動化，將為棉花生產行業(yè)實現全面自動化加工打下堅實的基礎。棉包自動碼垛系統的出現，實現了這一重要工序的自動化作業(yè)。

二、工作過程

棉包自動碼垛系統（見圖1）主要由總控制臺、智能充電車庫、棉包智能搬運小車、棉包自動碼垛車等部分組成?？偪刂婆_可以設置在棉花加工企業(yè)總控制室，也可以根據實際需要進行設置；智能充電車庫一般建在棉包暫存貨場的旁邊，容量可根據實際需要調整，包含不少于兩個充電位的智能充電系統，停車位可根據實際需要進行設置；棉包自動碼垛車采用電機驅動作業(yè)，由蓄電池為其提供電源，蓄電池由電源智能管理系統進行控制，每個暫存貨場的棉包自動碼垛車不少于兩輛；棉包智能搬運小車同樣由電機驅動作業(yè)，由蓄電池為其提供電源，蓄電池由電源智能管理系統進行控制，運動路線由智能導航系統和主動避讓系統共同完成控制，每條棉花生產線到暫存貨場之間的棉包智能搬運小車的數量不少于兩輛。

圖1 棉包自動碼垛系統

因為棉花加工的周期只有幾個月，所以棉包自動碼垛系統一年中大部分時間是在“休假”狀態(tài)，“休假”期間棉包自動碼垛車和棉包智能搬運小車會停放在智能充電車庫，系統將會對所有的棉包智能搬運小車和棉包自動碼垛車進行維護，定期對兩種車輛進行電池充放電，對車輛其他指標進行檢測并反饋給總控制臺，如出現輪胎欠壓、硬件故障等必須人工進行處理的問題，系統將會向工作人員發(fā)出報警信號，由人工及時進行處理。這種維護措施有效地保護了設備，使其處于良好的待運行狀態(tài)。

智能充電系統會根據設定在用電低谷時對棉包自動碼垛車和棉包智能搬運小車（見圖2）進行充電作業(yè)，降低充電的成本。

圖2 棉包智能搬運小車

在生產過程中每輛棉包智能搬運小車作業(yè)的順序和任務都是由總控制臺統一調配，通過導航系統規(guī)劃其行駛路線，當路線中出現行人、作業(yè)車輛等障礙時會提前減速避讓；當行駛過程中車輛的參數出現異常時，棉包智能搬運小車將會自動返回智能充電車庫并將故障反饋給總控制臺，由總控制臺進行判斷并處理；若執(zhí)行運載任務的過程中出現故障不能繼續(xù)行駛，并且無法向總控制臺發(fā)出反饋信息，總控制臺會主動向搬運小車發(fā)巡檢信號，若收不到故障車輛的反饋信號，總控制臺會發(fā)出該車輛的故障信號并通知工作人員處理；行駛過程中電源智能管理系統會在電量低于警戒值的時候將信息反饋給總控制臺，然后完成本次作業(yè)任務后，暫停作業(yè)并行駛到智能充電車庫進行充電，待充電完成后將信息反饋至總控制臺，隨時等待系統調配作業(yè)任務。

棉花加工生產線在車間內，而棉包暫存貨場在車間外一定安全距離的地方。當生產開始的時候，棉包自動碼垛車（見圖3）會按照程序設定好的位置待命，當棉包由生產線通過棉包智能搬運小車運送到暫存貨場指定位置時，由棉包自動碼垛車通過懸臂機構將棉包智能搬運小車上的棉包取走，然后移動到指定位置，按照程序設定的棉包層數和堆放長度將棉包有序的堆放，一批碼垛完成會將信息反饋給控制臺，控制臺會將信息反饋給倉庫管理人員，倉庫管理人員可以及時安排棉包信息的核對，方便加工廠下一步工作的順利開展。

圖3 棉包自動碼垛車

三、應用前景

因為我國棉花的主產地在新疆，并且棉花加工具有很強的季節(jié)性，一般是在當年的九月中旬到次年的一月中旬，所以在非加工時間棉花加工企業(yè)除維修保養(yǎng)人員和廠區(qū)管理人員外，不需要其他的生產人員。這個時間棉花加工企業(yè)的經營者如果為了做好生產季節(jié)的人員儲備，將生產期的臨時員工都作為企業(yè)的正式員工，將會有很大一筆支出。但是如果不這樣維系員工，則容易造成人才的流失，導致生產季節(jié)遇到招工難的問題，尤其是打包機操作員和夾包車駕駛員這種需要一定專業(yè)水平和工作經驗的人才，想臨時找到合適的更難，難以保證加工企業(yè)生產工作的順利進行，更難保證加工的質量。

針對棉花加工企業(yè)這種季節(jié)性生產的企業(yè)，生產設備自動化程度越高越能保證加工質量，生產成本也會越低，企業(yè)的利潤率越高。棉包自動碼垛系統的出現將會改變這一生產環(huán)節(jié)現有的生產工藝，因為它的應用將取代人工從生產線將棉包運送至暫存貨場，取代人工駕駛夾包車將棉包在暫存貨場進行有序的堆放，既能節(jié)省成本，又能保證加工進度，降低人工操作的危險性，所以，棉包自動碼垛系統在棉花加工行業(yè)將會有非常廣泛的應用前景。

四、結束語

隨著科技的發(fā)展，棉花加工行業(yè)的自動化程度將會越來越高，像棉包自動碼垛系統這種取代人工進行生產作業(yè)的設備將會越來越多，它們不僅可以降低人工勞動強度和作業(yè)危險性，而且會推進行業(yè)加工工藝的進步，從根本上保證季節(jié)性加工企業(yè)產品的加工質量。智能化、自動化生產設備的出現不僅可以改變現有的生產工藝，提高生產效率，還可以節(jié)省人工成本，為企業(yè)創(chuàng)造更多的利潤。智能化、自動化的設備將會取代當前人機配合的生產工藝，成為加工企業(yè)生產作業(yè)的主流設備，為行業(yè)更好的發(fā)展提供有力的保障。