Gaminant krepšius-popierinius, plastikinius ar neaustinius audinius-, reikia atlikti kelis veiksmus: pjaustymą, sandarinimą, lankstymą ir apdailą. Šie veiksmai paverčia nuolat valcuojančias žaliavas į gatavą maišą, skirtą mažmeninei prekybai arba gamykliniam naudojimui. Rankenėlių pridėjimas ir pataisų įdiegimas yra sunkiausia mechaninė užduotis atliekant šiuos veiksmus. Krepšelių gamintojas turi vienu metu perkelti kelių medžiagų tinklą, labai tiksliai uždėti klijus ar termo sandariklius ir palaikyti didesnį nei 150 maišelių per minutę greitį. Norėdami suprasti, kaip šios mašinos automatiškai tvarko įdėjimą ir pleistrus, turime pažvelgti į mechanines dalis, jutiklių sistemas ir valdymo sąrankas, kurios veikia kartu.
Pradinė padėtis: maišelio kūno formavimas
Krepšiai turi būti pagaminti prieš dedant rankenas ar pleistrus. Standartinėje plastikinių maišelių gaminimo mašinoje plėvelė nukrenta nuo didelio ritinio, susilanksto į vamzdelio formą ir užsandarina apačioje. Pjovimo peilis vamzdį supjausto į atskiras tinkamo ilgio kišenes. Tada kiekvienas maišas juda į priekį ant konvejerio juostos arba grandinės sistemos, paruoštas kitam žingsniui.
Krepšelio išlygiavimas, kai jis pasiekia rankeną arba remonto stotį, yra esminis dalykas atliekant visus tolesnius darbus. Jei maišelis nukris 2 mm arba 3 mm, tvarkymas ar lopymas ir toliau bus netinkamas, todėl maišelis bus blogas. Išlygiavimas pasiekiamas naudojant mechaninius kreipiklius, fotoreceptorius, nuskaitančius atspaudą ant plėvelės, ir servo{4}}varomąsias perdavimo sistemas, kad būtų galima reguliuoti maišelio padėtį jam judant. šiuos tikslumo poreikius atitinka ISO 21848. Jis nustato lanksčių pakavimo mašinų dydžio ribas.
Rankenos įdėjimas: medžiagos paruošimas ir šėrimas
Automatinis rankenos įkišimas prasideda nuo atskiro medžiagų tiekimo: plokščios medžiagos ritinys -pvz., popierinės juostos, plastikinės juostelės ar nupjautos plėvelės juostelės-tampa maišelio rankena. Rankenos medžiaga turi būti apkarpyta iki tam tikro ilgio, o jei reikia kilpinės rankenos, prieš prijungdami ją sulenkite ir įdėkite į reikiamą vietą maišelyje.
Apvaliam krepšiui skirto maišelio gaminimo mašinoje rankenos juostelė pirmiausia nupjaunama iki tokio ilgio, kuris tinka rankenos kilpos tvirtinimo skirtukams. Tada juosta sulankstoma į U arba D formą naudojant mechaninį sulankstomą stalą su kreipiančiąja plokšte ir kreipiamuoju bėgeliu. Kaskart klosčių forma turi būti vienoda. Pasikeitus lenkimui, pasikeičia rankenos ilgis, todėl ji tampa netolygi. Servo-valdomos lankstymo sistemos pakeitė kameros-varomus mechaninius aplankus naujesniuose įrenginiuose. Taip yra todėl, kad servo sistema leidžia elektroniniu būdu pakeisti sulankstomų dydžių dydžius, nekeičiant dalių.
Pleistro sutvirtinimas-nedidelio stačiakampio medžiagos uždėjimas ant rankenos tvirtinimo taško, kad paskleistų apkrovą ir neleistų rankenai nuplėšti maišelio membranos-atsiriškite atskirą pleistrų medžiagų tinklą ir supjaustykite juos į atskirus lopelius. Pleistrai paprastai nupjaunami naudojant sukamąjį štampą, o lopui nupjauti naudojamas priekalas. Tai leidžia pagaminti tokio pat dydžio pleistrą tuo pačiu greičiu. Tada pleistras perkeliamas į maišelį, naudojant vakuuminį siurbtuką arba mechaninį įtaisą. Jie uždeda pleistrą tiksliai virš rankenos tvirtinimo taško.
Gamybos inžinierių draugija parašė darbą apie servo{0}}medžiagų padavimo sistemas mechaniniuose procesuose. Jie rodo, kad naudojant servo tiektuvus medžiagų tinklo įtempimui realiuoju laiku valdyti, ± 0,5 milimetro išlygiavimo tikslumas gali būti pasiektas 200 ratų per minutę greičiu. Šis tikslumo lygis yra raktas į pleistrą. Pleistras turi visiškai uždengti rankenos tvirtinimo vietą, kad būtų gerai sutvirtintas.
Klijavimo operacija: klijai, karštas sandarinimas arba ultragarsinis suvirinimas
Kai rankena ir pleistras ant maišelio yra vietoje, jie turi būti pritvirtinti. Krepšelių gamybos mašinoje dažniausiai naudojami trijų tipų klijavimo būdai. Atsižvelgiant į pakavimo medžiagą, reikiamą sukibimo stiprumą, gamybos greitį ir kitus veiksnius, kuriuos reikia pasirinkti.
Karšto lydalo naudojimas yra lankstiausias būdas. Tinka klijuoti rankenas ir pleistrus ant popieriaus, ne{1}}austinės medžiagos ir kai kurių plastikinių maišelių. Šildomas klijų bakas pumpuoja išsilydžiusius klijus per programuojamą antgalį. Šiuo antgaliu ant maišelio arba ant rankenos etiketės užtepamas klijų raštas. Purkštukų raštas-paprastai stačiakampis, dvigubas{6}}laidinis arba taškuotas-valdomas solenoidiniu vožtuvu, kuris atsidaro ir užsidaro mašinai cirkuliuojant. Klijų temperatūra ir kiekis turi būti tinkamas. Per mažai klijų, per silpni, gali sulūžti nuo svorio. Per daug klijų gali susidaryti išspaudimai, kurie nudažo mašinas ir medžiaginių maišelių paviršius.
Kai maišelis ir rankena yra iš to paties tipo termoplastinės plėvelės, naudokite terminį sandariklį. Įkaitinkite sandariklį ir prispauskite rankenėlę prie maišelio. Taip ištirpsta plastikinis kontaktinis taškas ir susidaro suvirinimo siūlė. Sandarinimo nustatymai-temperatūra, slėgis ir laikas-turi būti nustatyti konkrečioms plėvelėms. ASTM F88 yra standartinis lanksčių medžiagų sandarumo stiprumo matavimo metodas. Mašinų gamintojai naudoja šiuos testus, kad patikrintų mašinos valdiklio sandarinimo nustatymus.
Ultragarsinis suvirinimas yra palyginti naujas maišymo būdas, ypač tinkamas neaustiniams maišeliams. Ultragarsiniai garsiakalbiai vibruoja nuo 20 iki 40 kHz. Tai sukuria trinties šilumą rankenos etiketės ir maišelio sąlyčio taške. Vietinį šildymą galima suvirinti be papildomo karščio ar klijų. Ultragarsinio suvirinimo pranašumai yra švarumas, neskoningumas ir nepažeidžiamos aplinkinės medžiagos. Tai svarbu naudojant-maistinius maišelius. NIST paskelbė darbą dėl ultragarsinio suvirinimo parametrų nustatymo termoplastinėms neaustinėms medžiagoms. Jie nustatė, kad suvirinimo stiprumas buvo glaudžiai susijęs su vibracijos amplitude ir suspaudimo slėgiu. Geriausi nustatymai gali labai skirtis priklausomai nuo polimero tipo.
Sinchronizavimas: valdymo architektūra
Pagrindinis automatinio rankenos įdėjimo ir pataisų apdorojimo iššūkis yra laikas. Krepšiai, rankenos medžiagos, pleistrų medžiagos ir klijavimo mechanizmas turi būti toje pačioje padėtyje tuo pačiu metu, judėti dideliu greičiu ciklas po ciklo, be vietos laiko klaidoms. Šis laikas nustatomas naudojant daugiasluoksnio valdymo sąranką.
Viršuje programuojamas loginis valdiklis (PLC) arba judesio valdiklis veikia kaip pagrindinis mašinos laikrodis. Valdiklis signalizuoja apie pagrindinę vietą-paprastai iš kodavimo įrenginio arba virtualios elektroninės ritės, esančios ant pagrindinės pavaros linijos veleno-, kad nustatytų mašinos kilpos kampą. Kiekvienas mašinos servo variklis laikosi šios pagrindinės padėties ir apskaičiuoja savo judėjimą pagal pagrindinę padėtį. Kai pagrindinio kompiuterio padėtis rodo, kad maišelis pasiekė rankenos padėtį, rankena, tiekiama į servosistemą, pagreitėja, kad būtų sukurta rankena, pleistras nupjauna ir perkelia servo, kad būtų sukurtas pleistras, o surišimo sistema atsidaro{5}}visa per milisekundes.
IEEE Industrial Electronics Society parašė straipsnį apie elektroninių linijų velenų technologijos raidą konvertavimo mašinose. Jie nurodo, kad šiuolaikinės paskirstytos servo sistemos gali valdyti objekto laiką ±0,1 laipsnio pagrindinio veleno sukimosi tikslumu. Tai tas pats, kaip sub-milisekundžių laikas esant įprastam mašinos greičiui. Dėl tokio tikslumo galima įstatyti visiškai automatinę rankeną esant dideliam išėjimo greičiui. Senos mechaninės sistemos, kuriose buvo naudojami kumšteliai, krumpliaračiai ir paskirstymo diržai, galėjo tai padaryti tik su daugybe mechaninių dalių ir mažai erdvės pokyčiams.
Jutiklių atsiliepimai ir kokybės užtikrinimas
Vien laiko neužtenka. Mašinos taip pat turi patikrinti, ar kiekvienas veiksmas yra teisingas, ir atsisakyti apdoroti arba užtaisyti netinkamus maišelius. Kiekviena stotis turi jutiklių rinkinį, skirtą atsiliepimams realiuoju laiku-.
Fotoelektriniams jutikliams patekus į sulankstomą stalą, jis patikrina, ar rankenos medžiaga yra tinkamoje vietoje. Jei jutiklis rodo, kad rankenos juostelės trūksta arba ji nesulygiuota, valdiklis gali sukelti gedimą ir sustabdyti mašiną, kol nesusidarys blogas maišas. Vizualinės sistemos-mažos kameros su vaizdo analizės programine įranga-vis dažniau naudojamos lopų vietai ir formos klijų raštui patikrinti. Vaizdinė sistema nufotografuoja kiekvieną maišelį, kai jis praeina per patikrinimo tašką, ir palygina jį su etaloniniu vaizdu. Maišeliai, kurie per daug skiriasi, yra pažymėti, kad vėliau būtų galima pašalinti šuntą.
FDA RVASVT sistema, iš pradžių sukurta maisto saugai, buvo naudojama mašinų gamintojų kaip pavyzdį defektams sustabdyti. Įdėdami rankenos įkišimo ir paskelbimo žingsnius kaip pagrindinius valdymo taškus ir pridėdami automatinį aptikimą kiekviename žingsnyje, gamintojai gali parodyti, kad jų maišelių gamintojai užtikrina stabilią, nepriekaištingą išvestį, kurią galima atsekti nustatant proceso nustatymus.
Pleistrų tvarkymo variantai: sutvirtinimo ir langų pleistrai
Pleistrų apdorojimas krepšių gaminimo mašinoje veikia dviem skirtingais būdais, naudojant tas pačias mechanines dalis, bet skirtingais būdais. Kaip minėta anksčiau, sutvirtinimo pleistrai yra rankenos tvirtinimo taške, kad išsklaidytų apkrovą. Langų pleistrai-permatomos plėvelės stačiakampis, dedamas virš maišelio skylės, kad būtų sukurtas permatomas langas,-reikia skirtingų padėties nustatymų, tačiau naudojamos tos pačios lopų padavimo, pjaustymo ir klijavimo sistemos.
Galimybė tvarkyti abiejų tipų pleistrus toje pačioje mašinoje yra lankstaus nešiojamųjų maišelių gamintojo dizaino ypatybė. Pleistrų medžiagos ritinys gali būti pakeistas iš nepermatomos armatūros į skaidrią lango plėvelę. Pjovimo formas taip pat galima keisti, kad būtų galima pagaminti įvairaus dydžio lopinėlius. Valdikliai atnaujinami, kad atitiktų naujojo pleistro dydį ir surišimo nustatymus. Šis lankstumas leidžia vienai mašinai gaminti įvairių tipų maišų maišus be didelių mechaninių pakeitimų-žiedo- formos maišą su sustiprinimo lopais, išpjaustytą-maišą su lango lopais arba tik pleistrą{7}}be maišą.
Mičigano valstijos universiteto Pakavimo mašinų instituto atliktame tyrime buvo tiriama, kaip greitai daugiafunkciai pakuotojai pereina iš darbo į kitą. Jie nustatė, kad mašinos su servo-varomomis programuojamomis pataisų tvarkymo sistemomis sumažino perjungimo laiką 60–75 %%, palyginti su mechaniškai reguliuojamomis sistemomis. Šis sutrumpėjęs perjungimo laikas tiesiogiai pagerina mašinos naudojimą ir sumažina atliekų kiekį perjungiant gaminio paleidimą.
Greitis, priežiūra ir automatizavimo ribos
Maksimalus krepšio nešiklio greitis su automatiniu rankenos įkišimu nenustatomas jokiu komponentu. Jis nustatomas pagal bendrą laiką, leidžiamą visiems ciklo etapams. Esant 150 maišelių per minutę greičiui, aparatas užbaigia visą ciklą kas 400 milisekundžių. Per tą laiką maišelis turi būti vietoje, rankena nupjauta ir sulankstyta, pleistras nupjautas ir perkeltas, klijai, klijavimo sistema prispausta ir atlaisvinta, o gatavas maišelis turi būti išsiųstas į surinkimo vietą. Kiekvienam veiksmui naudojama dalis 400-milisekundžių biudžeto. Likusį laiką-nuo vieno veiksmo pabaigos iki kito pradžios yra laiko pagalvė, skirta mažiems pokyčiams sugerti.
Didėjant greičiui, laiko pagalvė tampa vis mažesnė. Esant 200 maišelių per minutę greičiui, ciklo laikas sumažėja iki 300 milisekundžių. Tarpiklio gali nepakakti normaliam medžiagos padavimo, klijų džiūvimo ar jutiklio reakcijos pokyčiams. Mašinos yra jautresnės medžiagos kokybei, kambario temperatūrai ir mašinos nusidėvėjimui. Priežiūros poreikis yra dažnesnis ir atsitiktinių defektų tikimybė yra didesnė.
OMAC pakavimo mašinų standartai, sukurti pagal IEEE, numato mašinos būsenos valdymo ir gedimų nustatymo sistemą. Tai padeda operatoriams greitai nustatyti ir išspręsti laiko nustatymo problemas. Mašinos, kurios atitinka OMAC standartus, rodo išsamius diagnostikos duomenis -, įskaitant laiko matavimus kiekvienoje vietoje ir žurnalus, kurie laikui bėgant keičiasi. Tai leidžia atlikti ankstyvą priežiūrą ir koreguoti procesą.
Išvada
Krepšelių gamintojas naudoja servo servo-varoma medžiagų tiekimo tikslaus pjovimo ir lankstymo sistemą, programuojamus programuojamus klijavimo įrenginius sluoksniuotą laiko nustatymo valdymo jutiklio kokybės patikrinimą, užtikrinantį automatinį rankenos įkišimą ir lopų apdorojimą. Įrenginys perkelia kelis medžiagų-maišelių, rankenų, pleistrų ir klijų- tinklus įtempta, nustatyta kilpa, kartojama šimtus kartų per minutę. Perėjus nuo mechaninių kumštelių pavarų sistemų prie servo-valdomų, programuojamų sąrankų, šios mašinos iš vienkartinio-naudojimo įrankių tapo lanksčiomis gamybos platformomis, kurios gali valdyti įvairius maišų stilius su trumpu pakeitimo laiku. Kitas žingsnis nėra mechaninis. Kalbama apie programinės įrangos išmaniąsias priemones, kurios pagerina laiką, numato, kada reikia atlikti techninę priežiūrą, ir koreguoja, kai įvyksta dideli pokyčiai. Tobulėjant valdymo sistemoms ir jutiklių technologijoms, kitas žingsnis bus judėjimas į priekį.
Nuorodos
- Tarptautinė standartizacijos organizacija.ISO 21848 - Pakuotė - Lankstus pakavimo maišelis-Mašinų gamybos - Matmenų leistinos nuokrypos. Ženeva: ISO, 2019 m.
- Gamybos inžinierių draugija. „Servo-pavaromos medžiagų padavimo sistemos konversijos mašinose: registracijos tikslumas ir įtempimo kontrolė“.Gamybos inžinerijos žurnalas, tomas. 166, ne. 4, 2021 m.
- Tarptautinė ASTM.ASTM F{0}} standartinis lanksčių barjerinių medžiagų sandarinimo stiprumo bandymo metodas. Vakarų Conshohocken: ASTM, 2021 m.
- Nacionalinis standartų ir technologijos institutas. „Ultragarsinio suvirinimo parametrų optimizavimas termoplastinėms neaustinėms medžiagoms pakavimo reikmėms“.NIST techninė pastaba 2195, 2020.
- IEEE pramoninės elektronikos draugija. "Elektroninės linijos veleno technologija konvertavimo mašinose: sinchronizavimo tikslumas ir paskirstytos servo architektūros".IEEE sandoriai dėl pramoninės elektronikos, tomas. 68, ne. 7, 2021 m.
- Pakavimo mašinų tyrimų institutas, Mičigano valstijos universitetas. „Daugiafunkcinių-maišų-mašinų keitimo efektyvumas: servo-varomos ir mechaninės sistemos“.Pakuočių technologijos ir mokslo žurnalas, tomas. 34, ne. 2, 2022 m.
- OMAC pakavimo darbo grupė, Elektros ir elektronikos inžinierių institutas.OMAC pakavimo mašinų gairės: valstybės valdymas ir diagnostika. „Piscataway“: IEEE, 2020 m.
