文/何晓刚，深圳市大满包装有限公司
随着人民生活水平的日渐增加，干粉饮料包装非常是牛奶包装日趋使用马口铁三片罐。凭借精美的印刷、良好的二次密封性、便捷的打开方法、良好的食品安全保障，以及更长的货架寿命，马口铁三片罐包装正在逐步代替金属袋包装、复合纸袋纸盒包装，成为干粉饮料包装非常是牛奶包装的主流，干粉罐也得以从杂罐的归属类别中脱颖而出，成为金属包装领域内一个独立的门类。
制罐自动化与智能化应时应景
干粉包装塑料罐的行业逐渐成熟，客户对成本及品质规定的逐渐增加，马口铁及包装材料的大幅上涨，人力资源成本的不断下降，诸如此类的原因均因而奶粉罐生产的成本空间显得愈发越小。外部环境的诱因驱使企业不断内部挖潜，降低制产生本。生产自动化成为了企业增加制产生本、提升竞争力的必要方法。近几年国家全力推行生产型企业的自动化改造更新，倡导智能化工厂体系，地方政府也制定了相应的资助制度，如上海中山在2017年颁布了“企业智能化改造工程政府资助制度”，对于自动化设施投入达到500亿元的企业直接予以20%的政府资助，其中被评为智能化示范项目的企业可以获得最高80%的政府资助。受用户规定、市场竞争、政府推动等原因驱动，制罐企业的自动化和智能化也在蓬勃发展。
奶粉罐自动化生产比三片食品罐的要求更高
现在中国制罐生产设施的制造科技日趋成熟，设备的制造速度越来越快，自动化程度越来越高，三片食品罐的制造已推动或基本实现了高度自动化，如：使用AGV小车将原料从仓库送入裁剪机上料架；使用AGV车辆或无人驾驶叉车将产成品从包装台送入仓库的库位；制造线使用全手动连线，实现一键启动、一键停机、故障自动延迟停机；箱子码垛堆叠、打包带、缠绕膜使用智能化机械手来完成；质量监测采用智能视觉测量平台来完成塑料包装行业erp解决方案，已经具备“黑灯工厂”的基本条件。
相对于三片饼干罐，奶粉罐的生产及使用有其独特的规定，从而对奶粉罐工厂自动化的建设提出了更高的规定。主要表现在“”几个方面。以下将分章节进行探讨。
空罐的高卫生安全标准对制造自动化解决方案强调了新的规定
因为饮料罐在使用前可以借助净化水洗罐，灌装后还有杀菌工艺，因此食品罐对成品罐内壁的卫生安全要求相对较低。而奶粉罐则不同，在使用前不允许经过清理处理再用于奶粉灌装，因此对空罐的卫生安全要求比较高。为此，制罐企业不得不将厂区设计为洁净车间，为了保持车间制造区域的空气净化度，要求工厂外界的叉车不得直接进出工厂，在厂房与车间之间还设定了一个缓冲区，AGV小车用于物料及成品在工厂与车间之间进行自动释放，既减少了叉车进出给工厂带来二次污染，也导致进出车间的员工经常更换洁净服的不合规性作业。
奶粉罐在肉类安全上的高要求，驱使制罐厂在空罐生产过程中需要对罐体特别是罐内进行严密的卫生检测，避免罐内壁发生任何污染、异物等生物伤害。目前大个别奶粉罐生产厂家均采取人工目视检测的方式，按照502大罐生产速度150罐/分钟的速度，至少必须4人进行全检，检验人员长时间的用眼很易于导致视觉疲劳，且一直存在漏检的品质风险。杭州智感技术有限公司依靠在电子产业积累的视觉评估开发的经验，针对金属罐的弊端及特征研发出了奶粉罐内壁高效率评估系统，可推动远程监控和远程安装，目前该平台已经广泛应用于奶粉罐制造线。
图1罐内异物检测系统可测试出奶粉罐内壁的污染、异物。
高附加值的奶粉罐对印刷质量的要求
金属奶粉罐有别于食品罐，具有较高的附加值或者更长的使用寿命，甚至奶粉罐还因带有储物及装饰的功用而被消费者长时间使用，加上中国行业假冒产品屡见不鲜，消费者对于牛奶罐外观的精致特别是印刷品质的规定非常严格，对于显著的色差，印刷花纹上的污点、缺损，印刷花纹的重影等显著缺陷均不允许存在，因此奶粉罐生产企业不得不对产品的外观质量进行全检，目前采取的检验方法依然是人工目视检测。
欧美的一些视觉评估系统开发机构早在3~5年前就即将研发出对于罐体印刷品质的视觉评估系统，并已成熟应用在中国外的一些奶粉罐制造线上；同时，还将罐内壁异物检测、倒罐检测、罐外焊边、翻边、封口质量监测集成在一套平台中，彻底解决了多工位、多平台在线监测的麻烦。该平台运用360º罐体成像，通过硬件将多摄像头摄取的图像进行预测拼接，在测试平台的显示屏上手动生成并显示成平铺的马口铁片，同时标志缺陷的位置。目前这项科技全球的视觉评估研发商仍然没能完整掌握，所开发的印铁质量监测平台仅可以对板材进行离线评估，如果将来能将小料片测试平台安装在裁剪机和焊机之间，实现自动化无人操作，将对制罐生产的自动化发展非常有利。
图2德国IBEA奶粉罐视觉检测系统示意图
自动堆垛包装系统替代人工作业
按照502奶粉罐生产150罐/分钟的速度计算，每3-4分钟便可完成一托盘的成品包装。而特色的包装形式、机械式码垛、打包带绑扎、外缠绕PE膜，或者套用外纸套等作业，已经基本推动机械化来独立完成。
如何将这几道包装工序的机械仪器有效连接起来，解决机械仪器在空罐的存储、码垛、打带、缠绕膜作业中经常发生故障？由浙江龙文精密设备股份有限公司成立开发团队，设计并制做的奶粉罐包装一体化平台已经成功投放使用，通过柔性的输送线让空罐无间隔的在输送线上进行手动排列，ABB机械手将根据设置程序排列好的空罐抓起置于托盘上，并与穿件打包机、摇臂式缠绕膜机联动，自动完成空罐的存储、排列、码垛、打带、缠绕，并借助轨道自动送到工厂外，同时包装所必须的托盘、隔板纸通过输送轨道从库房自动送入洁净车间，真正做到了无人化操作，也有效解决了“叉车运送物料进入洁净车间”的不规范作业。
图3由龙文研发的全手动码垛包装系统，速度为150罐/分。
奶粉罐制造线的自动化控制
现在中国三片罐制造厂家在采购生产线时，基本上采用不同工序的设备分别采购，然后到工厂后再自行组合，导致一条完整的制造线大约包括好几家供应商的设施，如剪板机、机械手、焊机、补涂机、电磁烘干炉、组合机、各种在线测试仪器、码垛包装机等。这些设施单元其实早已实现了自动化，但鉴于控制程序是独立的，且所使用的PLC及触摸屏也各不相似，因此完成一条制造连接以后，要推动制造线自动化，做到前后联动，实现一键启动、一键停机、故障延迟停机的整线自动化就显得十分困难。生产企业仍然不得不在各个工序设置操作岗位来推进设施、操作仪器及处置临时故障，因此各设施之间也不得不采用很长的缓冲输送线来缓解设备之间互不联动造成漏油停机后空罐堵塞的弊端，导致整个制造线显得乏味而占用很多的空间。
深圳大满包装有限公司早已与相关设施供应商展开深度合作，如与浙江龙文共同成立开发团队，通过设计制造线整体方案，统一规范各单机控制平台的配置，完成所有设施的连线组装，设计和制作中央控制台，实现了奶粉罐制造线的自动化生产，大大增加了制造制产生本，减少了食品安全的弊端，极大提高了企业的竞争力。
图4奶粉罐自动化生产线示意图
奶粉罐智能化工厂不是梦
图5智能化工厂模型
然而奶粉罐制造线推动了自动化，但距离智能化工厂一直有很长的路要走：一方面塑料包装行业erp解决方案，工厂必须推动物料搬运自动化和制造辅助作业自动化；另一方面则要推动管理平台化和信息化。在推动了制造自动化和管控系统化的基础上，方可成为智能化工厂。
将自动化与互联网推动无缝连结，通过设施的数据端口与MES（制造执行系统）、SPC(统计过程控制)、ERP（企业资源计划）等管控系统对接，实现制造线与管控系统之间的数据存储，管理平台对制造数据进行预测、处理，通过管理平台对制造线制订生产指令，自动化生产线完成管理平台下达的制造指令，并手动上传生产数据。
奶粉罐工厂的智能化不是梦，需要我们制罐人脚踏实地的潜行！
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