Paimkite iš lentynos beveik bet kokį produktą - porą batų, išmanųjį telefoną, dėžutę pusryčių dribsnių - ir ją supančią išorinę dėžutę beveik neabejotinaiautomatinė kartoninių dėžių gamybos mašinatam tikru savo kelionės momentu. Šios mašinos yra vienos iš mechaniškai sudėtingiausių pakavimo pramonėje, paverčiančios plokščią spausdintą ruošinį į tikslaus dydžio, struktūriškai tvirtą dėžę, atlikdamos glaudžiai sinchronizuotas operacijas, kurios gali kartotis šimtus kartų per minutę. Vis dėlto, nepaisant sudėtingumo, kiekviena automatinė kartoninių dėžių gamybos mašina yra sukurta remiantis nedideliu pagrindinių darbo principų rinkiniu, kuris lemia, kaip plokščia medžiaga tampa baigta dėže.
Suprasti šiuos principus naudinga ne tik inžinieriams ir technikai, bet ir visiems, kurie nurodo, perka, eksploatuoja ar prižiūri šios klasės įrangą.
1. Pradinis taškas: Plokščias tuščias
Kiekviena automatinė kartoninių dėžių gamybos mašina prasideda nuo plokščio ruošinio. Šis ruošinys yra iš anksto-iškirptas, iš anksto-įbrėžtas ir iš anksto{3}}atspausdintas. Jis pagamintas iš kartono, gofruoto kartono arba medžio drožlių plokštės. Ir jis jau buvo apdorotas štampu-arba rotaciniu pjaustytuvu prieš srovę. Taigi ruošinys turi tris dalykus.
Įbrėžimo linijos yra iš anksto-susilpnintos lenkimo linijos, įspaustos į medžiagą nustatytose vietose. Jie nusprendžia, kur pasilenks kartono sienelės, viršutiniai ir apatiniai atvartai.
Klijiniai atvartai yra siauri vienos ar kelių plokščių išplėtimai. Jie sulips ir bus perdengti, kad susidarytų siūlė.
Išpjovos-ir perforacijos yra tokios, kaip pirštų skylės arba nuplėštos juostelės.
Kartoninių dėžių gamybos mašina naudoja šį ruošinį kaip žaliavą. Jo užduotis yra sulankstyti ruošinį išilgai kiekvienos įbrėžimo linijos teisinga seka, klijais užtepti klijų atvartą, suspausti siūlę kontroliuojamu slėgiu ir palaikymo trukmei ir pristatyti gatavą plokščią -sulankstytą arba pastatytą dėžutę.
Šis pjovimo ir lankstymo atskyrimas yra pagrindinis konstrukcijos principas. Paruoštos dėžutės tikslumas visiškai priklauso nuo įbrėžimų linijų kokybės ruošinyje. Mašina negali ištaisyti prastai įmušto ruošinio; ji gali tik tiksliai atlikti klostes, kurias apibrėžia taškų linijos. Štai kodėl gaunamų ruošinių kokybės patikrinimas yra būtina sąlyga norint gaminti aukštos-kokybines kartonines dėžes.
2. Tuščias maitinimas: nuoseklus įvedimas yra viskas
Pirmasis mechaninis etapas yra tuščio šėrimas. Ruošiniai paprastai sukraunami į dėtuvės bunkerį mašinos tiekimo vietoje. Tiekimo mechanizmas turi paimti po vieną ruošinį iš rietuvės apačios arba viršaus -, priklausomai nuo mašinos konstrukcijos - ir pristatyti jį į pirmą lankstymo stotį tiksliai reikiama padėtimi ir greičiu.
Frikcinis padavimas prieš vakuuminį padavimą
Pramonėje naudojami du pagrindiniai šėrimo mechanizmai:
Frikcinis padavimasnaudoja guminius arba poliuretaninius volelius, kurie sugriebia ruošinį ir traukia jį į priekį. Jis yra mechaniškai paprastas ir patikimas, tačiau labai blizgus ar subtilus paviršius gali subraižyti{1}}.
Vakuuminis pašarasnaudoja siurbtukus arba vakuuminį diržą, kad pakeltų ir perneštų ruošinį be trinties ant spausdinto paviršiaus. Tai yra tinkamiausias būdas aukščiausios kokybės pakuotėms, laminuotoms plokštėms arba pagrindams su jautria paviršiaus danga.
Abiem atvejais kritinis rezultatas yranuosekli tuščia registracija- kiekvienas ruošinys turi patekti į sulankstomą dalį lygiai toje pačioje šoninėje ir išilginėje padėtyje. Ruošinys, patekęs net per du milimetrus nuo-centro, sudarys kartono dėžutę su asimetriškomis plokštėmis, dėl kurių klijų jungtis gali neatitikti arba neatitikti matmenų.
Šiuolaikinėse mašinose naudojamos servo{0}}tiekimo sistemos su kodavimo grįžtamuoju ryšiu, kad būtų palaikomas pastovus tiekimo žingsnis visame greičio diapazone. Mechaniniai kumštelių-varomi tiekimai -, įprasti senesnėse mašinose -, dėl fiksuotos kumštelio geometrijos pasiekia tą patį laiko nuoseklumą, tačiau negali dinamiškai prisitaikyti prie substrato kintamumo.
3. Išankstinis-lankstymas: taškų linijų sulaužymas
Prieš pradedant pagrindinę lankstymo seką, dauguma kartoninių dėžių gamybos mašinų perleidžia ruošinį per pirminio-laužymo arba lankstymo stotį. Ši stotis kiekvienai taškų linijai suteikia kontroliuojamą lenkimo jėgą. Tai šiek tiek nutraukia pluošto ryšį ir užtikrina, kad lenta kiekvieną kartą susilanksto švariai ir vienodai ties ta linija.
Išankstinio-lūžimo storas kartonas ir gofruotas kartonas yra atsparūs sulankstymui ir atsistoja po lenkimo. Išankstinis-laužymas paspaudžia ir atpalaiduoja pluošto struktūrą ties tašku. Tai sumažina spyruokl-atgal ir padaro kitą lankstymą nuoseklesnį.
Iš anksto{0}}lankstančių volelių aukštis ir šoninė padėtis paprastai reguliuojami, kad būtų galima pritaikyti skirtingą ruošinio plotį ir įbrėžimų linijų tarpus. Teisingas šių ritinėlių kalibravimas kiekvienai naujai užduočiai yra vienas iš įtakingiausių sąrankos žingsnių - per-sulaužymas susilpnina taškų zoną ir gali įtrūkti lenta; po-lūžtantys lapai per daug atsistoja-ir susidaro dėžės su atvirais, nepakankamai užpildytais kampais.
4. Sulankstoma sekcija: judesio geometrija
Sulankstoma dalis yra mechaninė mašinos širdis. Tai etapas, kai plokščias ruošinys virsta dėžutės forma, kurią galite atpažinti. Lankstymas atliekamas naudojant mišinį:
4.1 Sulankstomos plokštės ir plūgai
Sulankstomi plūgai yra stacionarios arba lėtai besisukančios kampinės plokštės. Jie dedami tiksliai išilgai ruošinio kelionės kelio. Kai ruošinys juda į priekį gamybos greičiu, jo plokštės atsitrenkia į kampuotus plūgo paviršius ir lėtai stumiami aukštyn arba į vidų.
Plūgo geometrija lemia lenkimo kampą ir lenkimo eigos greitį. Plūgo geometrijos sukūrimas naujam kartono stiliui yra specializuota inžinerinė užduotis -, plūgas turi nukreipti skydą per visą jo judesių diapazoną, o ruošinys neužstringa, nesilenkia ar čiuožia į šoną.
4.2 Sulankstomi diržai ir kreiptuvai
Mašinose, važiuojančiose dideliu greičiu, stacionarūs sulankstomi plūgai gali nepakankamai valdyti sulankstytą plokštę, kai ji praėjo sulenkimo zoną.Sulankstomi diržaibėkite išilgai ruošinio tako ir laikykite sulankstytas plokštes suformuotoje padėtyje, nepertraukiamą lengvą spaudimą, kol plokštė pasieks klijavimo ir presavimo vietas. Tai neleidžia spyruoklei-atsidaryti raukšlei, kol klijai nesustings.
4.3 Sukamieji ir slenkamieji lankstymo mechanizmai
Tam tikriems sulenkimo tipams -, pvz., apatinei užlenkimui-atvarte ant javų -stiliaus kartono dėžutės arba dulkių sklendei ant dangtelio -, besisukantys aplankai arba pneumatiškai valdomi slenkamieji peiliai atlieka greitą ir stiprų sulenkimą, kurio neįmanoma pasiekti laipsniškai plūgu.
Šie mechanizmai yra nustatyti tiksliai pagal ruošinio padėtį mašinos cikle. Paprastai jie naudoja kumštelį-arba servo{2}}varomąją pavarą. Ši pavara suveikia esant nustatytam koduotuvo skaičiui. Šis skaičius atitinka ruošinio priekinį arba galinį kraštą, einantį per atskaitos jutiklį.
5. Klijų taikymas: jungties sukūrimas
Tinkamame lankstymo sekos taške - po to, kai klijavimo atvartas buvo sulankstytas tinkamu kampu, bet prieš prispaudžiant plokštę prie jo - klijai užtepami ant klijų atvarto paviršiaus.
Karštas{0}}lydymas prieš šaltus klijus
Karšto{0}}lydymosi klijaiyra dominuojantis pasirinkimas didelės spartos{0}}kartoninių dėžių gamyboje. Naudojamas kaip išlydytas rutuliukas, kurio temperatūra paprastai yra nuo 140 laipsnių iki 180 laipsnių, greitai stingsta, kai vėsta, ir iš karto sukuria žalią-stiprų sukibimą, leidžiantį mašinai paspausti ir atlaisvinti siūlę per vieną mašinos ciklą. Karštas lydalas yra patikimas, plačiai suderinamas su kartoniniais pagrindais ir nereikalauja džiūvimo laiko ar UV kietėjimo.
Šalti (vandens{0}}pagrindo) klijainaudojamas tais atvejais, kai susirūpinimą kelia jautrumas karščiui -, pvz., ant kartoninių dėžių su karščiui-jautriomis laminuotomis dangomis arba kai klijus reikia pakeisti tam tikrą laiką po panaudojimo. Šaltiems klijams reikalingas ilgesnis laikymo laikas arba džiovinimas pasroviui, o tai riboja gamybos greitį.
Taikymo būdas
Dauguma kartoninių dėžių gamybos mašinų klijus tepa per apurkštukų sistema- vienas ar daugiau šildomų dozavimo purkštukų, kurie tam tikru ciklo momentu išleidžia tikslų granulių tūrį. Purkštukas atsidaro ir užsidaro reaguodamas į signalą iš mašinos PLC, suaktyvintą tuščio -padėties kodavimo įrenginio. Granuliuko plotis, ilgis ir padėtis valdomi reguliuojant purkštukų atidarymo trukmę, mašinos greitį ir purkštuko šoninę padėtį.
Klijų taikymo tikslumas yra labai svarbus. Jei karoliukas per trumpas, dalis siūlės nesuklijuojama; per platus ir klijai gali išspausti ir užteršti mašiną arba gaminio kontaktinį paviršių. Aukščiausios kokybės pakavimo linijose regėjimo sistemos patikrina kiekvieną klijų rutulį po užtepimo ir atmeta ruošinius, kuriuose raštas neatitinka specifikacijos.
6. Presavimas ir siūlių formavimas
Užtepus klijus ir klijų atvartui prisilietus prie sutapimo plokštės, siūlė turi būti spaudžiama tam tikrą laiką, kad sukibimas būtų pakankamai tvirtas, kad būtų galima apdoroti pasroviui.
Presavimo diržų sistemos
Dauguma nuolat{0}}veikiančių kartoninių dėžių gamybos mašinųpresavimo diržai- pora lygiagrečių konvejerių juostų, važiuojančių mašinos greičiu, viena virš ir kita po sulankstyta dėžute. Tarpas tarp diržų nustatomas iki gatavos kartoninės dėžutės aukščio, nuolat spaudžiant siūlės zoną visoje laikymo dalyje. Presavimo juostos sekcijos ilgis lemia bendrą veikimo trukmę esant bet kokiam mašinos greičiui.
Ryšys tarp mašinos greičio, presavimo juostos ilgio ir išstojimo laiko yra pagrindinis konstrukcijos apribojimas. Mašina, veikianti 200 dėžučių per minutę greičiu su 1,5 -metro presavimo sekcija, užtikrina maždaug 0,45 sekundės išlikimo vienoje dėžutėje -, kurios pakanka greitai-stingti karštiems klijams, bet netinka šaltų klijų sistemoms, kurioms reikia kelių sekundžių, kad susidarytų žalias stiprumas.
Plokščių spaudimas
Lėtesnėse mašinose arba stūmoklinio{0}} veikimo mašinose, gaminančiose didesnes dėžutes, pneumatiškai valdomos presavimo plokštės klijų siūlę veikia fiksuotą trukmę per kiekvieną mašinos ciklą. Šis metodas užtikrina labiau valdomą ir vienodesnį slėgį, tačiau riboja gamybos greitį, palyginti su nuolatiniu-diržo presavimu.
7. Erekcija ir plokščia{2}}išvestis
Svarbus automatinių kartoninių dėžių gamybos mašinų skirtumas yra tai, ar mašina tiekia:
Plokščios -lankstytos kartoninės dėžutės- dėžutė suformuota sulenkus visas keturias šonines plokštes, o siūlę priklijavus, tačiau kartoninė dėžutė sulenkta plokščiai, kad būtų galima kompaktiškai laikyti ir išsiųsti. Tai yra labiausiai paplitęs išvesties formatas. Pripildymo vietoje kartoninė dėžutė pastatoma į galutinę dėžutės formą rankiniu būdu arba naudojant pasroviui skirtą dėžės statiklį.
Pastatytos ir užplombuotos kartoninės dėžutės- mašina ne tik formuoja vamzdelį, bet ir pastato dėžę, sulenkia ir užsandarina apatinius sklendes, o kartais užpildo ir uždaro viršutinę dalį. Šis integruotas metodas yra įprastas didelės spartos-maisto pakavimo ir farmacijos linijose, kur atskiras dėklo-konstravimo etapas sukurtų gamybos kliūtis.
Pagrindinis šių dviejų išėjimų mechaninis principas skiriasi: plokščios{0}}lankstymo mašinos užbaigia savo darbą ties klijų siūle; pastatymo-ir-sandarinimo mašinos prideda papildomų lankstymo, užkimšimo ir presavimo stočių pasroviui nuo vamzdžių-formavimo skyriaus.
8. Valdymas ir sinchronizavimas: mašinos nervų sistema
Visi aukščiau aprašyti mechaniniai etapai - padavimas, išankstinis-lankstymas, lankstymas, klijavimas, presavimas - veikia vienu metu, kiekvienas apdoroja skirtingą ruošinį skirtingame sekos etape. Bet kuriuo momentu mašina gali turėti dvidešimt ar daugiau ruošinių įvairiuose formavimo etapuose, judančių per mašiną nuolatine srove.
ThePLC (programuojamas loginis valdiklis)yra sinchronizacijos variklis, koordinuojantis kiekvieną mašinos veiksmą pagal laiką. Jis gauna padėties grįžtamąjį ryšį iš rotacinių kodavimo įrenginių, esančių ant pagrindinio pavaros veleno, ir suaktyvina kiekvieną pavarą - klijų antgalis atidaromas / uždaromas, sulenkiamas mentės aktyvinimas, spaudimo plokštelės ciklas - tikslioje kampinėje padėtyje, atitinkančioje teisingą ruošinio vietą.
Servo{0}}varomos ašys pakeičia fiksuotas-pavarų mechanines pavaras šiuolaikinėse mašinose, todėl mašina gali pritaikyti laiko parametrus prie skirtingų dėžių dydžių keičiant programinės įrangos receptus, o ne keičiant fizines pavaras ar kumštelius. Tai yra pagrindinis veiksnys, leidžiantis greitai pakeisti šiandienos kelių -SKU pakavimo linijas.
HMI leidžia operatoriams pasirinkti saugomus darbų receptus, stebėti{0}}realaus laiko proceso duomenis (temperatūrą, slėgį, ciklų skaičių, atmetimo rodiklius) ir reaguoti į pavojaus sąlygas. Išplėstiniai įrenginiai integruojami su ankstesne ir pasrovine įranga naudojant skaitmeninius protokolus, dalyvaujant eilinio -lygio OEE stebėjimo ir atsekamumo sistemose.
9. Kokybės užtikrinimas mašinos cikle
Šiuolaikinės automatinės kartoninių dėžių gamybos mašinos prideda{0}}proceso kokybės patikras, dėl kurių mašinos nereikia sustoti. Šie patikrinimai yra:
Tuščias buvimas ir dvigubas{0}}tiekimo aptikimas naudoja ultragarsinius arba optinius jutiklius tiekimo vietoje. Jei tuo pačiu metu parenkami du ruošiniai, pora atmetama prieš patenkant į sulankstomą sekciją.
Klijų karoliukų tikrinimui naudojamos vaizdo kameros arba talpiniai jutikliai. Jie patikrina, ar ant kiekvienos dėžutės yra klijų ir kad raštas tinkamas.
Matmenų patikrinimams naudojamos tiesioginės matavimo sistemos. Jie patikrina siūlės padėtį, atvarto užlenkimo kampą ir bendrą dėžutės plotį pagal nustatytas ribas.
Atmetimo mechanizmai siunčia blogas dėžutes į šiukšlių dėžę, nesustabdydami gamybos srauto.
Išvada
Pagrindinį automatinės kartoninių dėžių gamybos mašinos veikimo principą galima apibendrinti kaip tiksliai suskirstytą mechaninę transformaciją: įeina plokščias ruošinys, jo įbrėžimo linijos laipsniškai užlenkiamos suformuotomis mechaninėmis kreiptuvais ir laiko pavaromis, klijai tepami kontroliuojamu momentu ir kontroliuojamu būdu, siūlė presuojama esant nustatytam slėgiui ir išlikimo laikui, o kartoninė dėžutė išeina matmenų tikslumu. Kiekvienas šios sekos elementas - padavimo konsistencija, lenkimo geometrija, klijų chemija, presavimo trukmė ir elektroninė sinchronizacija - prisideda prie galutinės dėžutės kokybės.
Kadangi ruošiniai tampa vis įvairesni, kartoninių dėžių stiliai sudėtingesni ir gamybos greitis didėja, šį principą vykdančios mašinos vis tobulėjo. Tačiau pagrindinė mechaninė logika išliko nuosekli nuo pat pirmųjų kartoninių{1}} dėžių gamybos mašinų: įkalkite, sulankstykite, suklijuokite, spauskite ir pristatykite paruoštą naudoti.