Paņemiet no plaukta gandrīz jebkuru produktu - apavu pāri, viedtālruni, brokastu pārslu kārbu - un ārējā kartona kastīti, kas to apņem, gandrīz noteikti iziet cauriautomātiska kartona kastes izgatavošanas mašīnakādā sava ceļojuma brīdī. Šīs iekārtas ir vienas no mehāniski sarežģītākajām iepakošanas nozarē, pārvēršot plakanu drukātu sagatavi precīzi izmērīta, strukturāli stabilā kastē cieši sinhronizētu darbību secībā, kas var atkārtot simtiem reižu minūtē. Tomēr, neskatoties uz to sarežģītību, katra automātiskā kartona kārbu izgatavošanas iekārta ir veidota, pamatojoties uz nelielu darba principu kopumu, kas nosaka to, kā plakans materiāls kļūst par gatavu kasti.
Šo principu izpratne ir vērtīga ne tikai inženieriem un tehniķiem, bet arī ikvienam, kas nosaka, iegādājas, ekspluatē vai uztur šīs klases aprīkojumu.
1. Sākumpunkts: plakana tukša
Katra automātiskā kartona kastes izgatavošanas iekārta sākas ar plakanu sagatavi. Šī sagatave ir iepriekš-izgriezta, iepriekš-izgriezta un iepriekš-izdrukāta. Tas ir izgatavots no kartona, gofrētā kartona vai skaidu plātnes. Un tas jau ir apstrādāts ar griezēju-vai rotējošu griezēju augšpus straumei. Tātad sagatavei ir trīs lietas.
Skaņas līnijas ir iepriekš-novājinātas locījuma līnijas, kas iespiestas materiālā noteiktās pozīcijās. Viņi izlemj, kur salieksies kartona sienas, augšējie un apakšējie atloki.
Līmes atloki ir šauri pagarinājumi vienam vai vairākiem paneļiem. Tie kļūs lipīgi un pārklājas, veidojot šuvi.
Izgriezumi- un perforācijas ir tādi elementi kā caurumi pirkstiem vai plīsuma sloksnes.
Kartona kārbu izgatavošanas iekārta šo sagatavi izmanto kā neapstrādātu izejvielu. Tās uzdevums ir salocīt sagatavi pa katru dalījuma līniju pareizajā secībā, uzklāt līmi uz līmes atloka, saspiest šuvi kopā ar kontrolētu spiedienu un aiztures laiku un piegādāt gatavu plakanu -salocītu vai uzceltu kartonu.
Šī griešanas un locīšanas atdalīšana ir galvenais konstrukcijas princips. Gatavās kastes precizitāte pilnībā ir atkarīga no sagataves punktu līniju kvalitātes. Mašīna nevar izlabot slikti novērtētu tukšo punktu; tā var tikai precīzi izpildīt locījumus, ko nosaka punktu līnijas. Tāpēc ienākošās tukšās kvalitātes pārbaude ir priekšnoteikums augstas-kvalitātes kartona ražošanai.
2. Tukša barošana: konsekventa ievadīšana ir viss
Pirmais mehāniskais posms ir tukša barošana. Sagataves parasti tiek sakrautas žurnālu piltuvē pie mašīnas padeves. Padeves mehānismam ir jāpaņem pa vienai sagatavei no kaudzes apakšas vai augšdaļas - atkarībā no iekārtas konstrukcijas - un jānogādā tā uz pirmo locīšanas staciju precīzi pareizā stāvoklī un ātrumā.
Berzes padeve salīdzinājumā ar vakuuma padevi
Rūpniecībā tiek izmantoti divi primārie barošanas mehānismi:
Berzes padeveizmanto gumijas vai poliuretāna rullīšus, kas satver sagatavi un velk to uz priekšu. Tas ir mehāniski vienkāršs un uzticams, taču var izraisīt skrāpējumus uz spīdīgām vai smalkām virsmām.
Vakuuma padeveizmanto piesūcekņus vai vakuuma lenti, lai paceltu un transportētu sagatavi, neradot berzi uz tās apdrukātās virsmas. Šī ir ieteicamā metode augstākās kvalitātes iepakojumam, laminētām plāksnēm vai substrātiem ar jutīgu virsmas pārklājumu.
Abos gadījumos kritiskais iznākums irkonsekventa tukša reģistrācija- katrai tukšai vietai ir jāievada salokāmajā daļā tieši tādā pašā sānu un garenvirziena pozīcijā. Sagatave, kas nonāks pat divus milimetrus no-centra, veidos kartona kārbu ar asimetriskiem paneļiem, kas var izraisīt līmes savienojuma novirzi vai izmēru neatbilstību-.
Mūsdienu iekārtās tiek izmantotas servo{0}}padeves sistēmas ar kodētāja atgriezenisko saiti, lai uzturētu konsekventu padeves soli visā ātruma diapazonā. Mehāniskās izciļņa-vadītās plūsmas -, kas izplatītas vecākām iekārtām -, nodrošina tādu pašu laika konsekvenci, izmantojot fiksētu izciļņa ģeometriju, bet nevar dinamiski pielāgoties substrāta mainīgumam.
3. Pirms-locīšana: rezultātu līniju pārrāvums
Pirms galvenās locīšanas secības sākšanas lielākā daļa kartona kārbu izgatavošanas iekārtu izlaiž sagatavi cauri pirms-sadalīšanas vai pirms-locīšanas stacijas. Šī stacija uzliek kontrolētu lieces spēku katrai punktu līnijai. Tas nedaudz pārrauj šķiedru saiti un nodrošina, ka dēlis tīri un vienādi salocās katru reizi tieši šajā līnijā.
Biezs kartons un gofrētais kartons bez iepriekšējas-lūšanas ir izturīgs pret locīšanu un atsperšanos pēc locījuma uzlikšanas. Pirms-pārraušanas nospiež un pēc tam atslābina šķiedras struktūru. Tas samazina atsperu-atzīšanu un padara nākamo locīšanu konsekventāku.
Iepriekš nolokāmie rullīši parasti ir regulējami gan augstumā, gan sānu pozīcijā, lai pielāgotos dažādam sagataves platumam un atstatumam starp līnijām. Pareiza šo rullīšu kalibrēšana katram jaunam darbam ir viens no ietekmīgākajiem iestatīšanas posmiem, - pāri-pārraušana vājina punktu zonu un var izraisīt tāfeles plaisāšanu; zem-nolaužot lapas, pārāk daudz atgriežas-atpakaļ, un veidojas kastes ar atvērtiem, nepietiekami aizpildītiem stūriem.
4. Saliekamā daļa: ģeometrija kustībā
Salokāmā daļa ir mašīnas mehāniskā sirds. Tas ir posms, kurā plakana sagatave pārvēršas kastes formā, kuru jūs varat atpazīt. Salocīšana tiek veikta, izmantojot maisījumu:
4.1. Saliekamās plāksnes un arkli
Saliekamie arkli ir stacionāras vai lēni grozāmas leņķa plāksnes. Tie ir novietoti tieši gar sagataves pārvietošanās ceļu. Sagatavei virzoties uz priekšu ar ražošanas ātrumu, tās paneļi atsitoties pret arkla leņķiskajām virsmām un tiek lēnām stumti uz augšu vai iekšā.
Arkla ģeometrija nosaka locījuma leņķi un locījuma virzības ātrumu. Arkla ģeometrijas projektēšana jaunam kartona kastes stilam ir specializēts inženierijas uzdevums - arklam ir jāvada panelis visā tā kustību diapazonā bez sagataves nosēšanās, izliekšanās vai slīdēšanas uz sāniem.
4.2 Saliekamās jostas un vadotnes
Mašīnās, kas darbojas lielā ātrumā, stacionāri saliekamie arkli var nenodrošināt pietiekamu kontroli pār salocītu paneli pēc tam, kad tas ir šķērsojis salocīšanas zonu.Saliekamās jostasbrauciet gar sagataves ceļu un turiet salocītos paneļus to izveidotajā pozīcijā, pieliekot vieglu nepārtrauktu spiedienu, līdz panelis sasniedz līmēšanas un presēšanas stacijas. Tas neļauj atsperei-atkārtoti atvērt locījumu, pirms līmi var nostiprināties.
4.3. Rotācijas un virzuļa salocīšanas mehānismi
Konkrētiem locījuma veidiem -, piemēram, graudaugu-papīra kastītes apakšējai ielikšanai-vai vāka putekļu atlokam - rotējošās mapes vai pneimatiski darbināmi turpvirziena asmeņi veic ātru, spēcīgu salocīšanu, ko nevar panākt ar pakāpenisku arklu.
Šie mehānismi ir precīzi iestatīti sagataves pozīcijai mašīnas ciklā. Tie parasti izmanto izciļņu-vai servo-piedziņu. Šis izpildmehānisms aktivizējas pie iestatītā kodētāja skaita. Šis skaits atbilst sagataves priekšējai vai aizmugurējai malai, kas iet garām atsauces sensoram.
5. Līmes uzklāšana: saites izveidošana
Pareizajā locīšanas secības punktā - pēc tam, kad līmes atloks ir salocīts pareizajā leņķī, bet pirms savienojuma panelis ir nospiests pret to -, uz līmes atloka virsmas tiek uzklāta līmjava.
Karstā-kausēšana salīdzinājumā ar auksto līmi
Kūstoša-līmeir dominējošā izvēle ātrgaitas{0}}kartonu ražošanā. Lieto kā izkausētu lodītes temperatūrā, kas parasti ir no 140 grādiem līdz 180 grādiem, tā ātri sacietē, kad tā atdziest, un nodrošina tūlītēju zaļo-spēcību, kas ļauj iekārtai nospiest un atbrīvot šuvi viena iekārtas cikla laikā. Karsts kausējums ir uzticams, plaši saderīgs ar kartona pamatnēm, un tam nav nepieciešams žāvēšanas laiks vai UV sacietēšana.
Aukstā (ūdens{0}}bāzes) līmetiek izmantots lietojumos, kur karstuma jutība rada bažas -, piemēram, uz kartona kārbām ar karstumjutīgiem- lamināta pārklājumiem vai kur pēc uzklāšanas kādu laiku jāpaliek maināmai līmei. Aukstai līmei nepieciešams ilgāks aiztures laiks vai pakārtota žāvēšana, kas ierobežo ražošanas ātrumu.
Uzklāšanas metode
Lielākā daļa kartona kārbu izgatavošanas mašīnu uzklāj līmi caur asprauslu sistēma- viena vai vairākas apsildāmas dozēšanas sprauslas, kas nostāda precīzu lodītes tilpumu noteiktā cikla brīdī. Sprausla atveras un aizveras, reaģējot uz signālu no iekārtas PLC, ko iedarbina tukšs-pozīcijas kodētājs. Lodītes platums, garums un pozīcija tiek kontrolēta, regulējot sprauslas atvēršanas ilgumu, mašīnas ātrumu un sprauslas sānu stāvokli.
Līmes uzklāšanas precizitāte ir ļoti svarīga. Pārāk īsa krelle atstāj daļu šuves nesalīmētu; pārāk plats un lipīgs var izspiest un piesārņot iekārtu vai izstrādājuma saskares virsmu. Augstākās kvalitātes iepakošanas līnijās redzes sistēmas pārbauda katru līmes lodītes pēc uzklāšanas un noraida sagataves, kur raksts neatbilst specifikācijai.
6. Presēšana un šuvju veidošana
Pēc līmes uzklāšanas un līmes atloka nonākšanas saskarē ar tā savienojuma paneli, šuve ir jāpatur zem spiediena noteiktu noturības laiku, lai ļautu saitei attīstīt pietiekamu izturību, lai apstrādātu pa straumi.
Presēšanas lentu sistēmas
Lielākā daļa nepārtraukti{0}}darbināmo kartona kārbu izgatavošanas iekārtupresēšanas jostas- pāris paralēlu konveijera lentu, kas darbojas ar mašīnas ātrumu, viena virs un viena zem salocītās kartona kastes. Atstarpe starp jostām ir iestatīta līdz gatavās kartona kastes augstumam, pieliekot nepārtrauktu spiedienu uz šuves zonu visā aiztures daļā. Presēšanas lentes sekcijas garums nosaka kopējo aiztures laiku pie jebkura mašīnas ātruma.
Attiecība starp mašīnas ātrumu, presēšanas siksnas garumu un aiztures laiku ir būtisks konstrukcijas ierobežojums. Mašīna, kas darbojas ar ātrumu 200 kartona kastes minūtē ar 1,5 -metru presēšanas sekciju, nodrošina aptuveni 0,45 sekunžu aiztures laiku vienai kartona kārbai -, kas ir pietiekami ātrai-karsti kūstošu līmju sacietēšanai, bet nav piemērota aukstās līmes sistēmām, kurām ir vajadzīgas vairākas sekundes, lai iegūtu zaļo stiprību.
Plākšņu presēšana
Lēnākās iekārtās vai abpusējās{0}}darbības iekārtās, kas ražo lielākas kartona kārbas, pneimatiski darbināmas presēšanas plāksnes pieliek spēku līmes šuvei fiksētu aiztures laiku katra iekārtas cikla laikā. Šī pieeja nodrošina labāk kontrolējamu un vienmērīgāku spiedienu, bet ierobežo ražošanas ātrumu salīdzinājumā ar nepārtrauktu -siksnas presēšanu.
7. Erekcija salīdzinājumā ar plakanu-izvadi
Svarīga atšķirība automātiskajās kartona kārbu izgatavošanas mašīnās ir tas, vai iekārta nodrošina:
Plakanas-salocītas kartona kastes- kaste ir izveidota ar salocītiem četriem sānu paneļiem un pielīmētu šuvi, bet kartona kārba ir salocīta līdzenai kompaktai uzglabāšanai un nosūtīšanai. Šis ir visizplatītākais izvades formāts. Kartona kārba tiek uzcelta tās galīgajā kastes formā uzpildīšanas vietā vai nu manuāli, vai ar pakārtotu kastes uzstādītāju.
Uzceltas un aizzīmogotas kartona kastes- iekārta ne tikai veido cauruli, bet arī uzceļ kasti, saloka un aizzīmogo apakšējos atlokus, kā arī dažreiz piepilda un aizver augšējo daļu. Šī integrētā pieeja ir izplatīta ātrgaitas-pārtikas iepakošanas un farmācijas līnijās, kur atsevišķa korpusa-uzstādīšanas darbība radītu ražošanas sašaurinājumu.
Mehāniskais pamatprincips šiem diviem izvadiem atšķiras: plakanās-locīšanas mašīnas pabeidz darbu pie līmes šuves; uzstādīšanas-un-noblīvēšanas mašīnas pievieno papildu locīšanas, savilkšanas un presēšanas stacijas lejpus cauruļu-formēšanas sadaļas.
8. Kontrole un sinhronizācija: mašīnas nervu sistēma
Visi iepriekš aprakstītie mehāniskie posmi - padeve, iepriekšēja-locīšana, locīšana, līmēšana, presēšana - darbojas vienlaicīgi, un katrs apstrādā citu sagatavi atšķirīgā secības stadijā. Jebkurā brīdī mašīnā var būt divdesmit vai vairāk sagatavju dažādās formēšanas stadijās, kas nepārtrauktā plūsmā pārvietojas pa iekārtu.
ThePLC (programmējamais loģiskais kontrolieris)ir sinhronizācijas dzinējs, kas koordinē katru iekārtā veikto darbību. Tas saņem pozīcijas atgriezenisko saiti no rotējošiem kodētājiem uz galvenās piedziņas vārpstas un iedarbina katru izpildmehānismu - līmes sprauslu atvērt/aizvērt, salocīšanas lāpstiņas aktivizēšanu, nospiešanas plāksnītes ciklu - precīzā leņķiskā pozīcijā, kas atbilst pareizajai sagataves vietai.
Ar servo-piedziņas asis aizstāj fiksēto-zobratu mehāniskās piedziņas modernās iekārtās, ļaujot iekārtai pielāgot laika parametrus dažādiem kartona izmēriem, mainot programmatūras receptes, nevis mainot fiziskus pārnesumus vai izciļņus. Tas ir galvenais līdzeklis ātrai nomaiņai mūsdienu vairāku-SKU iepakošanas līnijās.
HMI ļauj operatoriem atlasīt saglabātās darba receptes, pārraudzīt reāllaika{0}}procesa datus (temperatūras, spiediena, ciklu skaitīšanas, noraidīšanas likmes) un reaģēt uz trauksmes apstākļiem. Uzlabotas iekārtas tiek integrētas ar augšupējo un pakārtoto aprīkojumu, izmantojot digitālos protokolus, kas piedalās līnijas -līmeņa OEE uzraudzības un izsekojamības sistēmās.
9. Kvalitātes nodrošināšana mašīnas cikla ietvaros
Mūsdienu automātiskās kartona kastu izgatavošanas iekārtas pievieno procesam-kvalitātes pārbaudes, kuru dēļ iekārtai nav jāapstājas. Šīs pārbaudes ir:
Tukšas klātbūtnes noteikšana un dubultās{0}}padeves noteikšana padeves vietā izmanto ultraskaņas vai optiskos sensorus. Ja vienlaikus tiek atlasītas divas sagataves, pāris tiek noraidīts, pirms tas nonāk salokāmajā daļā.
Līmes lodīšu pārbaudei tiek izmantotas redzes kameras vai kapacitatīvie sensori. Viņi pārbauda, vai uz katras kastītes ir līme un vai raksts ir pareizs.
Izmēru pārbaudēs izmanto inline mērīšanas sistēmas. Viņi pārbauda šuves stāvokli, atloka locīšanas leņķi un kopējo kartona platumu, ievērojot noteiktos ierobežojumus.
Atbrīvošanas mehānismi nosūta sliktas kartona kārbas uz atkritumu tvertni, neapturot ražošanas plūsmu.
Secinājums
Automātiskās kartona kārbu izgatavošanas iekārtas darbības pamatprincipu var apkopot kā precīzi secīgu mehānisku transformāciju: ienāk plakana sagatave, tās griezuma līnijas tiek pakāpeniski salocītas ar formas mehāniskām vadotnēm un laika regulētām izpildmehānismiem, līme tiek uzklāta kontrolētā brīdī un kontrolētā veidā, šuve tiek nospiesta noteiktā spiedienā un aiztures laikā, un pēc izmēriem precīza kartona izvada. Katrs šīs secības elements - padeves konsistence, locījuma ģeometrija, līmes ķīmija, presēšanas aiztures laiks un elektroniskā sinhronizācija - veicina kastes galīgo kvalitāti.
Tā kā sagatavju materiāli kļūst daudzveidīgāki, kartona kārbu veidi sarežģītāki un ražošanas ātrums palielinās, iekārtas, kas izpilda šo principu, ir kļuvušas arvien sarežģītākas. Taču mehāniskā loģika pamatā ir palikusi nemainīga kopš agrākajām kartona-izgatavošanas mašīnām: salieciet to, salokiet, pielīmējiet, nospiediet un nogādājiet to lietošanai gatavu.