W nowoczesnym przemyśle opakowaniowym potrzeba dostosowywania i szybkiej produkcji zmieniła priorytety produkcyjne. Przez długi czas linia produkcyjna nie produkowała już tylko jednego stałego rozmiaru pudełek. Firmy-z branży handlu elektronicznego i handlu detalicznego potrzebują dziś elastycznych rozwiązań produkcyjnych, które poradzą sobie z szeroką gamą małych zamówień przy jednoczesnym zachowaniu wysokich wskaźników produkcji. TheAutomatyczna maszyna do produkcji wielu pudełekodgrywa ważną rolę w zmianie. Jest to inteligentna maszyna, która może w procesie produkować pudełka o różnych rozmiarach. Aby zrozumieć, w jaki sposób te maszyny zapewniają tę elastyczność, musimy zrozumieć ich automatyzację serwomechanizmów, inteligentne systemy sterowania i regulowane systemy narzędzi.
Rola sterowania ruchem-sterowanym serwo
Głównym powodem, dla którego automatyczne urządzenie do tworzenia wielu-pudełek może dostosowywać się do różnych rozmiarów pudełek, są różne systemy sterowania ruchem. Tradycyjne-maszyny do produkcji pudełek wykorzystywały wiele części mechanicznych, takich jak koła zębate, łańcuchy i sprzęgła. Zmiana rozmiaru pudełka w tych starych maszynach wymaga ręcznego dostosowania części fizycznych, wymiany form i zresetowania ustawień maszyny. Proces ten często zajmuje wiele godzin, co prowadzi do długich przestojów w produkcji. Nowoczesne maszyny wielo-skrzyniowe zastąpiły wiele stałych części mechanicznych niezależnymi serwomotorami.
Każda ważna część maszyny, w tym podajnik papieru, system klejenia, system składania i sekcja wytłaczania, jest sterowana przez własny serwonapęd. Główny system sterowania oblicza prawidłowe położenie każdej części podczas wybierania nowego rozmiaru pudełka za pośrednictwem interfejsu człowiek-maszyna (HMI). Następnie serwomotory regulują jednocześnie wszystkie pozycje zgodnie z nowymi ustawieniami. Ten elektroniczny system sterowania eliminuje potrzebę ręcznej wymiany wielu części podczas wymiarowania. Dzięki temu maszyna może przekształcić małe pudełko na biżuterię w większe pudełko w stylu pudełka po butach- przy krótkich przestojach. Według informacji technicznych Instytutu Producentów Maszyn Pakujących (PMMI) zastosowanie wieloosiowego-sterowania serwo pomaga skrócić czas przezbrajania urządzeń do formowania kartonów nawet o 80% [1] w porównaniu ze starszymi systemami mechanicznymi.
Inteligentne oprogramowanie i zarządzanie recepturami
Elastyczność sprzętu to tylko jedna część procesu. Ważna jest także kontrola cyfrowa. Automatyczna maszyna do produkcji wielu pudełek wykorzystuje zaawansowane programowalne sterowniki logiczne (PLC) i systemy zarządzania recepturami. Zamiast wymagać od operatora wprowadzania wielu ustawień dla każdego nowego rozmiaru pudełka, maszyna zapisuje gotowe-do-ustawienia ustawienia dla różnych wymiarów pudełek.
Kiedy zmieniają się zlecenia produkcyjne, operatorzy po prostu wybierają odpowiednią formułę z systemu. Następnie oprogramowanie wysyła wymagane ustawienia do wszystkich części maszyny, w tym do prowadnic papieru, położenia koła bigującego i kąta płyty składającej. Wiele nowoczesnych systemów wykorzystuje również funkcje automatycznej korekty. Czujnik sprawdził pudełko o nowym rozmiarze podczas pierwszej produkcji i stwierdził mniej błędów w dokładności składania lub położeniu kleju. Następnie system automatycznie wprowadza drobne poprawki, aby utrzymać jakość pudełka w wymaganym zakresie. Badania opublikowane w czasopiśmie Journal of Manufacturing Systems pokazują, że-systemy sprzężenia zwrotnego z zamkniętą pętlą w maszynach pakujących mogą zmniejszyć straty materiałowe w przypadku zmiany rozmiaru, ponieważ maszyny mogą osiągnąć stabilną produkcję [2] szybciej niż systemy bez kontroli sprzężenia zwrotnego.
Oprzyrządowanie adaptacyjne i konstrukcja modułowa
Chociaż serwomotory kontrolują zmiany pozycji, maszyna nadal potrzebuje elastycznych narzędzi do pracy z płytami o różnych rozmiarach. Wszechstronna automatyczna maszyna do produkcji wielu pudełek wykorzystuje modułowe płyty formujące i regulowane prowadnice składania zamiast form o stałym-wymiarze. Komponenty te charakteryzują się możliwością szybkiego-uwalniania i przejrzystymi skalami regulacji, dzięki czemu można je szybko przenosić lub wymieniać, gdy zmiany rozmiaru wykraczają poza zakres regulacji standardowych narzędzi.
Na przykład bloki formujące mogą być wykonane z oddzielnych sekcji, które można dodawać lub usuwać, aby dopasować je do różnych długości i szerokości pudełek. Systemy składania bocznego i mocowania od góry są zwykle projektowane z prowadnicami przesuwnymi lub wysuwanymi, które można zamocować w pozycji zależnej od liczby sterowników maszyny. To połączenie elektronicznego pozycjonowania i regulowanych narzędzi mechanicznych pomaga maszynie utrzymać mocną konstrukcję i precyzyjne składanie wielu pudeł o różnych rozmiarach. Normy ISO 15374 stwierdzają, że modułowa konstrukcja oprzyrządowania jest istotna dla utrzymania stabilnej jakości produkcji opakowań giętkich, gdyż pozwala uniknąć błędów zginania i pozycjonowania, które mogą wystąpić w przypadku używania stałego narzędzia poza jego właściwym zakresem roboczym [3].
Możliwość dostosowania do transportu materiałów i karmienia
Produkcja pudełek o różnych rozmiarach wymaga również systemu podawania, który będzie w stanie stabilnie obsługiwać półfabrykaty o różnych rozmiarach. Ten problem rozwiązano za pomocą automatycznej maszyny do produkcji wielu pudełek, stosując regulowany podajnik próżniowy i systemy automatycznego pozycjonowania. Gdy zmienia się rozmiar pudełka, przyssawki na głowicy podajnika przesuwają się automatycznie, dopasowując się do nowego rozmiaru i położenia blankietu. Pomaga to zapobiegać podwójnemu podawaniu i nieprawidłowemu ułożeniu materiału.
Szyny boczne i przednie punkty zatrzymania można regulować, aby zapewnić prawidłowe położenie materiału podczas podawania. W przypadku maszyn obsługujących karton i tekturę falistą o różnych rozmiarach, rolki dociskowe i odstępy między rolkami można również automatycznie regulować, aby dopasować je do grubości różnych materiałów. Oznacza to, że maszyna może płynnie przetwarzać cienką tekturę na małe pudełka kosmetyczne i grubszą tekturę falistą E- na pudełka wysyłkowe. Wytyczne techniczne stowarzyszenia Fibre Box Association wskazują, że w przypadku produkcji pudełek o wielu-rozmiarach regulowany system podawania ma bezpośredni wpływ na ogólną wydajność sprzętu, ponieważ problemy z podawaniem są jedną z głównych przyczyn nieoczekiwanych przestojów podczas zmiany rozmiaru [4].
Wniosek: połączenie precyzji i elastyczności.
Zdolność automatycznej maszyny do produkcji wielu pudełek do produkcji pudełek o różnych rozmiarach wynika z połączenia serwosterowania, inteligentnego oprogramowania, regulowanych narzędzi i elastycznych systemów transportu materiałów. Technologie te współpracują ze sobą, aby tradycyjne, stałe procesy produkcyjne były bardziej elastyczne i wydajne. Technologia tych maszyn będzie w dalszym ciągu udoskonalana, ponieważ łańcuchy dostaw wymagają większego dostosowania i krótszych czasów dostaw. Maszyny przyszłości będą mogły wykorzystywać więcej systemów konserwacji-opartych na sztucznej inteligencji i lepiej zautomatyzowane funkcje regulacji w celu poprawy wydajności produkcji. Dla producentów ważne jest zrozumienie, jak działają te systemy, aby wybrać odpowiedni sprzęt i ulepszyć procesy produkcyjne na rynku o zmieniających się wymaganiach.
Referencje
[1] Chińskie Stowarzyszenie Producentów Maszyn Pakujących (PMMI) (2023). :: Stan branży maszyn pakujących: Trendy w automatyzacji i elastyczności*. Raporty techniczne PMMI.
[2] Lee, J. i Park, S. (2022). System sterowania w pętli zamkniętej w produkcji opakowań elastycznych: redukcja odpadów podczas przezbrajania.Dziennik systemów produkcyjnych, 64, 112-125.
[3] Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna (2021).ISO 15374:2021 - Maszyny pakujące-Wymagania bezpieczeństwa i standardy dotyczące narzędzi modułowych. Publikacje ISO.
[4] Stowarzyszenie Fibre Box (2023). * Przewodnik po wydajności urządzeń do przetwarzania opakowań z tektury falistej o wielu-rozmiarach *. Biuletyny techniczne FBA.