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摘 要：袜子作为生活的必需品，是纺织类消费品主体。所以袜子包装的自动化也越来越受袜子生产企业的关注。本文以成人短棉袜为研究对象，根据行业标准提供形状尺寸参数，包装形式采取骑马标和腰封形式;针对袜子材料尺寸特征及其包装工艺要求，提出了适用于袜子特点的包装生产线工艺路线和生产线整机设计;最后进行生产线节拍和线平衡计算。
关键词：袜子;工艺路线;生产线;线平衡
袜子是每个人生活必需品，并且更换周期短，所以市场需求量巨大，虽然我国袜厂众多，织袜机械也发展较为成熟，但我国的袜子产业仍是劳动密集型产业。袜子后处理中的定型、贴标、配对、包装已实现了半自动化，其中，Salvetti S等人针对长袜发明了一种缝标与折叠为一体的袜子包装机械。此机构针对长筒袜的进行缝标，然后自由挂袜完成折叠。毛建超，王璐等人，设计了的全自动棉袜包装机。实现了袜子的叠置、对折、骑马标成型、钉胶针、插袜钩、贴标、装袋、封口等包装工序。虽然半自动化机构相对成熟，但尚未形成系统化、连接性的生产线。本文将根据袜子自身特性，针对性地提出一种新型自动化袜子包装生产线的设计方案。
1 包装物材质和尺寸确定
根据市场上的袜包装生产需求，确定本文的研究对象为成人棉短袜，其中棉袜材质通常是指合成纤维类袜子，因此确定研究对象材质为含棉量为60%～85%的涤纶棉袜和腈纶棉袜。根据袜行业标准对其结构外形尺寸进行分析，纺织行业袜子标准中对袜子质量标准的要求，主要通过袜底长，袜筒长以及袜筒宽的尺寸公差范围确定合格品与不合格品。所以确定研究对象的主要结构尺寸参数为：袜底长为17-24cm，袜身长度根据袜底长与袜身长尺寸比值确定为7-16cm。袜宽取标准尺寸8cm。
2 袜子包装工艺分析
在确定研究对象材质和包装形式后，结合目前企业包装过程中的工艺流程，针对袜子包装过程中的后处理和包装阶段对生产线工艺进行分析制定工艺路线。
2.1 包装工艺流程分析
针对常见的袜子包装形式，结合目前企业包装过程中的工艺流程，针对袜子包装过程中的后处理和包装阶段进行具体操作工艺分析。包装工艺流程主要指根据产品包装要求，针对被包装物的特点制定的一系列的包装过程与方法，也称加工流程。本文针对袜子包装形式要求，将袜子的包装工艺过程分为后整理和包装两个阶段，如图1所示，其中后整理阶段包括配对和折叠工艺，包装工艺则包括缝骑马标工艺和腰封工艺。
2.2 生产线工艺路线
针对各工艺进行袜子包装进出状态的分析。首先配对工艺采取同人工一样的方式，将同一型号的袜子平铺进入配对工艺，配对完成后，机器内两个工位合并成一个工位，但相对位置不发生改变，可以不需连接机构，进入下一步工艺。折疊工艺可分为两种方法，分别为上翻折，下翻折。是将配对好的袜子，沿袜跟缝合线处折叠。骑马标工艺的物料包括挂钩和卡纸，工艺过程需要袜子插入折叠的卡纸当中，需要直线进入，因此此时需要机构将袜子推送至骑马标工艺。腰封机构需要袜子进入时为竖直方向，所以在骑马标工艺和腰封工艺中间为袜子转向传送的机构。本文生产线拟采用刚性连接方式但采用推送机构完成各工位之间的过度，工艺流程为采用定型后的人工整理放袜，经过后整理阶段的配对和折叠，中间为刚性连接，通过工位整理使得袜子的位置不会发生偏移提高折叠的美观度。折叠工艺完成后由推送机构推送至缝标机上，缝标完成后通过转向机构，使袜子沿袜长方向竖直进入腰封机构。
3 生产线整体实现
通过生产工艺的主要机构的设计，其中包括配对机构，折叠机构，缝标机构和腰封机构，以及辅助设备的生产线传送与推送部件的设计，完成整条生产线的装配，如图2所示为组装完成的包装生产线。
4 生产线节拍与线平衡优化
通过气缸的行程及速度的设计要求，分别计算各工序的生产节拍，配对工序3.06s;折叠工序4.08s;缝标工序4.1s;腰封工序4.82s。通过节拍时间可明显看出生产线瓶颈工序为腰封工艺，根据原腰封机构的运动原理可以看出，可以将托袜机构取消，通过传送带闭合将袜子送出，可将原机构的节拍时间优化至4.26s。根据生产线平衡公式：
对生产线的平衡率进行计算，可得效率
为：90%，延迟率为：10%，生产效率有了显著提升，生产线能够正常运行且满足生产力需求。
5 结语
本文针对袜子生产企业需求设计袜子包装生产线，主要通过研究袜子包装机械单机，针对所涉及的袜子特性进行研究，根据包装形式要求，设计工艺路线和生产线布局。最后对生产线的平衡进行研究与设计，通过计算生产线节拍和平衡率优化了关键单机的生产节拍。该生产线提高了袜子包装的生产效率，减少了操作人员，降低了成本。
参考文献
[1] 李如虎. 全自动柚子包装生产线的研究[D]. 华南理工大学，2011.
[2] 张进. 工业炸药中包包装生产线关键技术的研究与设计[D]. 武汉工业学院，2008.
[3] 陈小军，王芳，谢达城. 槟榔包装的自动化生产线设计[J]. 包装与食品机械，2014（5）：40-44.
[4] 邱奕贵. 瓷片砖包装生产线的关键技术研究[J]. 科学与财富，2016（8）.
[5] 江山. 烟盒自动包装生产线的研究与设计[D]. 广东工业大学，2015.
作者简介：郑辉（1992—），男，江苏盐城人，江南大学硕士生，研究方向包装机械与生产线。
关键词：袜子;工艺路线;生产线;线平衡
袜子是每个人生活必需品，并且更换周期短，所以市场需求量巨大，虽然我国袜厂众多，织袜机械也发展较为成熟，但我国的袜子产业仍是劳动密集型产业。袜子后处理中的定型、贴标、配对、包装已实现了半自动化，其中，Salvetti S等人针对长袜发明了一种缝标与折叠为一体的袜子包装机械。此机构针对长筒袜的进行缝标，然后自由挂袜完成折叠。毛建超，王璐等人，设计了的全自动棉袜包装机。实现了袜子的叠置、对折、骑马标成型、钉胶针、插袜钩、贴标、装袋、封口等包装工序。虽然半自动化机构相对成熟，但尚未形成系统化、连接性的生产线。本文将根据袜子自身特性，针对性地提出一种新型自动化袜子包装生产线的设计方案。
1 包装物材质和尺寸确定
根据市场上的袜包装生产需求，确定本文的研究对象为成人棉短袜，其中棉袜材质通常是指合成纤维类袜子，因此确定研究对象材质为含棉量为60%～85%的涤纶棉袜和腈纶棉袜。根据袜行业标准对其结构外形尺寸进行分析，纺织行业袜子标准中对袜子质量标准的要求，主要通过袜底长，袜筒长以及袜筒宽的尺寸公差范围确定合格品与不合格品。所以确定研究对象的主要结构尺寸参数为：袜底长为17-24cm，袜身长度根据袜底长与袜身长尺寸比值确定为7-16cm。袜宽取标准尺寸8cm。
2 袜子包装工艺分析
在确定研究对象材质和包装形式后，结合目前企业包装过程中的工艺流程，针对袜子包装过程中的后处理和包装阶段对生产线工艺进行分析制定工艺路线。
2.1 包装工艺流程分析
针对常见的袜子包装形式，结合目前企业包装过程中的工艺流程，针对袜子包装过程中的后处理和包装阶段进行具体操作工艺分析。包装工艺流程主要指根据产品包装要求，针对被包装物的特点制定的一系列的包装过程与方法，也称加工流程。本文针对袜子包装形式要求，将袜子的包装工艺过程分为后整理和包装两个阶段，如图1所示，其中后整理阶段包括配对和折叠工艺，包装工艺则包括缝骑马标工艺和腰封工艺。
2.2 生产线工艺路线
针对各工艺进行袜子包装进出状态的分析。首先配对工艺采取同人工一样的方式，将同一型号的袜子平铺进入配对工艺，配对完成后，机器内两个工位合并成一个工位，但相对位置不发生改变，可以不需连接机构，进入下一步工艺。折疊工艺可分为两种方法，分别为上翻折，下翻折。是将配对好的袜子，沿袜跟缝合线处折叠。骑马标工艺的物料包括挂钩和卡纸，工艺过程需要袜子插入折叠的卡纸当中，需要直线进入，因此此时需要机构将袜子推送至骑马标工艺。腰封机构需要袜子进入时为竖直方向，所以在骑马标工艺和腰封工艺中间为袜子转向传送的机构。本文生产线拟采用刚性连接方式但采用推送机构完成各工位之间的过度，工艺流程为采用定型后的人工整理放袜，经过后整理阶段的配对和折叠，中间为刚性连接，通过工位整理使得袜子的位置不会发生偏移提高折叠的美观度。折叠工艺完成后由推送机构推送至缝标机上，缝标完成后通过转向机构，使袜子沿袜长方向竖直进入腰封机构。
3 生产线整体实现
通过生产工艺的主要机构的设计，其中包括配对机构，折叠机构，缝标机构和腰封机构，以及辅助设备的生产线传送与推送部件的设计，完成整条生产线的装配，如图2所示为组装完成的包装生产线。
4 生产线节拍与线平衡优化
通过气缸的行程及速度的设计要求，分别计算各工序的生产节拍，配对工序3.06s;折叠工序4.08s;缝标工序4.1s;腰封工序4.82s。通过节拍时间可明显看出生产线瓶颈工序为腰封工艺，根据原腰封机构的运动原理可以看出，可以将托袜机构取消，通过传送带闭合将袜子送出，可将原机构的节拍时间优化至4.26s。根据生产线平衡公式：
对生产线的平衡率进行计算，可得效率
为：90%，延迟率为：10%，生产效率有了显著提升，生产线能够正常运行且满足生产力需求。
5 结语
本文针对袜子生产企业需求设计袜子包装生产线，主要通过研究袜子包装机械单机，针对所涉及的袜子特性进行研究，根据包装形式要求，设计工艺路线和生产线布局。最后对生产线的平衡进行研究与设计，通过计算生产线节拍和平衡率优化了关键单机的生产节拍。该生产线提高了袜子包装的生产效率，减少了操作人员，降低了成本。
参考文献
[1] 李如虎. 全自动柚子包装生产线的研究[D]. 华南理工大学，2011.
[2] 张进. 工业炸药中包包装生产线关键技术的研究与设计[D]. 武汉工业学院，2008.
[3] 陈小军，王芳，谢达城. 槟榔包装的自动化生产线设计[J]. 包装与食品机械，2014（5）：40-44.
[4] 邱奕贵. 瓷片砖包装生产线的关键技术研究[J]. 科学与财富，2016（8）.
[5] 江山. 烟盒自动包装生产线的研究与设计[D]. 广东工业大学，2015.
作者简介：郑辉（1992—），男，江苏盐城人，江南大学硕士生，研究方向包装机械与生产线。