Высокоскоростная машина для производства стаканчиков с двойными стенками производит изолированные бумажные стаканчики. Это достигается путем прикрепления внутренней чашки к внешнему бумажному рукаву. Точность этого процесса зависит от идеального совмещения двух частей бумаги. Даже небольшая ошибка позиционирования может привести к ухудшению внешнего вида, плохой адгезии, перерасходу материала или простою производства.
Современные производители чашек хотят производить большие объемы, сохраняя при этом качество. Чтобы удовлетворить этот спрос, производители оборудования добавляют в современные машины системы подачи с сервоприводом-, интеллектуальные датчики, прецизионные формы и средства автоматического контроля. Эти технологии работают вместе. Прежде чем приклеить их к внутренней чашке, они проверяют, чтобы каждый слой был на своем месте.
В данной статье описаны основные технологии и инженерные правила точного выравнивания бумажных рулонов в высокоскоростном производстве.

Почему важно точное выравнивание

Бумажные стаканчики с двойными-стенками состоят из двух отдельных секций:

• Внутренний бумажный стаканчик с напитками.
• Изоляция и втулка,-улучшающая сцепление.

Шерсть должна равномерно покрывать внутреннюю чашку. Если втулка сместится во время формования, могут возникнуть следующие проблемы:
Неровный внешний вид чашки

• Неровный внешний вид чашки
• Слабое сцепление
• Ошибки перекрытия рукава в рукаве
• Снижение изоляционных характеристик
• Более высокий процент отказов

Для производителей, которые производят десятки тысяч чашек в час, даже погрешность выравнивания в 0,5 мм может оказать огромное влияние на производительность и эксплуатационные расходы.

Понимание процесса подачи бумаги

Точное выравнивание начинается задолго до того, как рукав достигнет станции формования.

Рулон бумаги сначала монтируется на систему размотки. Машина непрерывно подает отпечатанную бумагу через несколько направляющих роликов перед резкой отдельных заготовок.

Последовательность кормления обычно включает в себя:

1. Рулон бумаги разматывается
2. Контроль натяжения
3. Направляющая кромки
4. Обнаружение регистрационных меток
5. Коррекция длины
6. Выкройка заготовки рукава
7. Перенос рукава
8. Расположение на внутренней чашке

Каждый этап влияет на конечную точность позиционирования.

Управление серводвигателем повышает точность подачи

Одним из самых больших усовершенствований в современном оборудовании для производства чашек является использование серводвигателей.

Традиционная механическая трансмиссия использует шестерни, цепи и кулачки. Со временем меньший износ может снизить точность позиционирования.
Сервосистемы имеют следующие преимущества:

• Точный контроль положения
• Быстрое ускорение
• Устойчивый темп
• Автоматическая коррекция
• Высокая повторяемость

Сервоконтроллер регулирует длину подачи в соответствии с сигналами энкодера.
Система не зависит от фиксированного механического времени. Каждое движение отслеживается электроникой.
Это позволяет высокоскоростной-машине для формования стаканчиков с двойными-стенками стабильно выравниваться даже во время непрерывного высокоскоростного-производства.

Автоматические системы направляющих кромок

Рулоны бумаги редко остаются полностью посередине при длительном-производстве.
Небольшое боковое смещение возможно по следующим причинам:

• Прокрутить ошибку установки
• Неравномерная намотка
• Расширение бумаги
• Изменения влажности

Автоматическое рулевое управление решает эту проблему.
Эти системы обычно включают в себя:

• Оптические датчики
• Ультразвуковые датчики
• Линейные приводы
• Направляющие ролики

Датчики постоянно контролируют края бумаги.
Если бумага перекошена, контроллер автоматически регулирует направляющие ролики.
Это позволит сохранить бумагу посередине перед резкой.
Стабильное расположение кромок значительно улучшает стабильность рукава.

Большинство напечатанных крышек чашек имеют регистрационные знаки.
Фотоэлектрические датчики улавливали следы, когда бумага проходила через машину.
Контроллер сравнивает фактическое положение метки с сохраненным значением.
Если есть какое-либо смещение, сервоподача немедленно устраняется путем изменения расстояния подачи.
Этот процесс дает:

• Правильное расположение вывески
• Точная графика
  
• Постоянная длина рукава
• Перекрытие гармонизации

Регистрация очень важна для фирменных стаканчиков для напитков. Качество печати напрямую влияет на внешний вид изделия.

Обратная связь энкодера поддерживает синхронизацию

Поворотные энкодеры обеспечивают обратную-информацию о движении в реальном времени.
Кодер измеряет:

• Скорость подачи
• Вращение ролика
• Смещение материала

Контроллер сравнивает фактические движения с заданными тысячи раз в секунду.
Если есть неточности, система их практически сразу исправляет.
Управление с замкнутым-контуром обеспечивает более высокую точность позиционирования, чем механическая система с разомкнутым-контуром.

Стабильное натяжение бумаги предотвращает смещение положения

Бумага ведет себя по-разному при изменении напряжения.

Чрезмерное натяжение может растянуть бумагу.

Низкое натяжение может привести к появлению морщин или нестабильной подаче.

В современных машинах используются системы автоматического контроля натяжения, которые включают в себя:

• Тензодатчики
• Пневматические тормоза
• Магнитные порошковые тормоза
• Двигатели размотки с сервоприводом-приводом

Эти системы поддерживают постоянное напряжение на протяжении всего производственного цикла.

Постоянное натяжение позволяет положению резки оставаться стабильным от первой чашки до последней.

Точная высечка обеспечивает одинаковые размеры рукавов

Точность выравнивания также зависит от размера втулки.

Если размеры заготовок различаются, ошибок позиционирования избежать невозможно.

В системах прецизионной резки используются:

• Штампы,-обработанные на станке с ЧПУ
• Серво индексация
• Каркасы повышенной-жесткости
• Прецизионные подшипники

Равномерные размеры гильз улучшают соответствие внутренней чашки и внешней стенки.

Это снижает вариации сборки во время формовки.

Системы визуального контроля улучшают контроль качества

Многие современные производственные линии оснащены промышленными камерами.

Системы машинного зрения проверяют каждую втулку перед сборкой.

Камеры могут обнаружить:

• Отсутствует печать
• Неправильное положение
• Перекошенная графика
• Вариация длины рукава
• Ошибки цветовой маркировки

При обнаружении неисправных гильз они удаляются автоматически.

Это не позволяет неисправным продуктам перейти на последующие этапы.

Визуальный осмотр также дает производственные данные. Это помогает улучшить машину

Прецизионные передаточные механизмы

После резки гильза должна точно переместиться на станцию ​​формовки.

Часто используются вакуумные системы переноса.

Вакуумное всасывание дает:

• Стабильная управляемость
• Минимальная деформация
• Точное позиционирование
• Плавный транспорт

Рычаги перемещения с сервоуправлением-увеличивают повторяемость.

Перед склеиванием каждая втулка достигает формовочной формы в правильном положении.

Точность пресс-формы определяет окончательное выравнивание

Даже идеально скроенные рукава не могут компенсировать неточные слепки.

Высококачественные-формовочные формы изготавливаются с использованием методов точной механической обработки.

К важным факторам проектирования относятся:

• Концентричность
• Чистота поверхности
• Размерный допуск
• Износостойкость

Прецизионные формы сохраняют постоянное положение в течение миллионов циклов формования.

Регулярное техническое обслуживание помогает сохранить точность центровки в течение длительного периода производства.

Интеллектуальное управление на базе ПЛК-

Современное оборудование объединяет программируемые логические контроллеры (ПЛК) с человеко-машинным интерфейсом (ЧМИ).

Система управления координирует:

• Подача бумаги
• Обрезка рукава
• Трансфер Кубка
• Нанесение клея
• Формирование последовательности

Все движения остаются синхронизированными.

Операторы могут быстро регулировать производственные параметры для чашек разных размеров без значительных механических изменений.

Эта гибкость делаетВысокоскоростная машина для производства стаканов с двойными стенкамиподходит для производства чашек различных спецификаций на одной производственной линии.

Автоматическая компенсация ошибок

Условия производства постоянно меняются.

Примеры включают в себя:

• Колебания температуры
• Изменение толщины бумаги
• Изменения влажности
• Уменьшение диаметра рулона

Интеллектуальное программное обеспечение управления постоянно отслеживает производственные данные.

При возникновении небольших отклонений автоматическая компенсация поддерживает выравнивание, не останавливая производство.

Такое адаптивное управление сокращает время простоя и минимизирует отходы.

Скорость производства без потери точности

Современные фабрики по производству бумажных стаканчиков требуют как скорости, так и точности.

Многие современные системы могут производить сотни чашек в минуту, сохраняя при этом постоянное положение рукавов.

Это возможно благодаря нескольким технологиям:

Сервосинхронизация

Высокоскоростные-датчики

Динамическое управление движением

Механические конструкции с низкой-инерцией

Обработка данных-в режиме реального времени

Вместо того, чтобы жертвовать качеством ради выпуска продукции, производители могут добиться того и другого одновременно.

Факторы, влияющие на производительность центровки

Даже современное оборудование требует правильных условий эксплуатации.

На точность долгосрочного-позиционирования влияет несколько факторов:

Регулярное техническое обслуживание помогает поддерживать стабильное качество продукции.

Лучшие практики для поддержания точного выравнивания

Производители могут повысить-долгосрочную производительность, следуя нескольким рекомендациям по техническому обслуживанию.

К ним относятся:

• Регулярно калибруйте фотоэлектрические датчики.
• Осмотрите направляющие ролики на предмет износа.
• Очистите компоненты энкодера.
• Проверяйте натяжение бумаги перед каждым тиражом.
• Замените изношенные формовочные формы.
• Проверьте точность позиционирования сервопривода.
• Поддерживайте стабильное пневматическое давление.
• Следите за регистрационными метками во время производства.

Профилактическое обслуживание часто обходится гораздо дешевле, чем исправление больших партий дефектных чашек.

Будущие тенденции в производстве чашек с двойными стенками

Автоматизация продолжает совершенствовать производство бумажных стаканов.

Некоторые технологии становятся все более распространенными:

• Искусственный интеллект для профилактического обслуживания
• Машинное зрение с глубоким обучением
• Цифровое моделирование двойников
• Облачный-мониторинг производства
• Промышленный Интернет вещей (IIoT)
• Полностью интегрированные системы сервопривода

Эти технологии еще больше уменьшают ошибки выравнивания, одновременно повышая эффективность производства.

Будущие машины, скорее всего, будут выполнять автоматическую само-калибровку и прогнозирующую коррекцию без вмешательства оператора.

F A Q

Общие причины включают нестабильность натяжения бумаги, неточное определение регистрации, износ направляющих роликов, неправильную калибровку сервопривода, износ пресс-формы, несоответствие качества бумаги.
Насколько точны современные системы выравнивания?
Усовершенствованное оборудование с сервоуправлением-при правильном обслуживании может обеспечить точность позиционирования с точностью до миллиметра. Это поддерживает непрерывное высокоскоростное производство.
Почему серводвигатели лучше механического привода?
Преимуществом серводвигателей является положение управления с замкнутым-контуром, высокая скорость реакции, автоматическая коррекция и более высокая повторяемость. Во время непрерывной работы они остаются в постоянном соосности.
Влияет ли качество бумаги на выравнивание?
Да. ' Несоответствие толщины бумаги, стабильность размера, чрезмерная влажность могут привести к изменениям подачи бумаги, снижению точности позиционирования.
Может ли одна машина производить чашки разных размеров?
Да. ' Большинство современных высокоскоростных-моделей для формования чашек с двойными-стенками поддерживают различные типы чашек. Они делают это с помощью регулируемых инструментов, программируемых настроек сервоприводов и систем управления на базе ПЛК.

Ссылки

• Международная организация по стандартизации (ISO).ISO 9001: Системы менеджмента качества. Требования.
• TAPPI (Техническая ассоциация целлюлозно-бумажной промышленности).Стандарты тестирования бумаги и техническая информация.
• АСТМ Интернешнл.Стандарты испытаний бумаги и картона.
• PMMI (Ассоциация технологий упаковки и переработки).Технические ресурсы по автоматизации и упаковочному оборудованию.
• Европейский комитет по стандартизации (CEN).Стандарты безопасности машин для промышленного оборудования.