В современной упаковочной промышленности необходимость индивидуальной настройки и быстрого производства изменила производственные приоритеты. В течение долгого времени производственная линия больше не выпускала коробки только одного фиксированного размера. Сегодня электронная коммерция и розничная торговля нуждаются в гибких производственных решениях, способных обрабатывать широкий спектр небольших заказов, сохраняя при этом высокие темпы производства.Автоматическая машина для изготовления нескольких коробокиграет важную роль в изменениях. Это умная машина, которая может производить коробки разных размеров. Чтобы понять, как эти машины обеспечивают такую гибкость, нам необходимо понять их сервоавтоматизацию, интеллектуальные системы управления и регулируемые системы инструментов.
Роль серво-управления движением
Основная причина, по которой автоматический-производитель коробок может подстраиваться под разные размеры коробок, заключается в различных системах управления движением. Традиционные машины для изготовления коробок-использовали множество механических деталей, таких как шестерни, цепи и муфты. Изменение размера коробки на этих старых машинах требует ручной настройки физических деталей, замены форм и сброса настроек машины. Этот процесс часто занимает часы, что приводит к длительным остановкам производства. В современных много-машинах многие неподвижные механические части заменены независимыми серводвигателями.
Каждая важная часть машины, включая устройство подачи бумаги, клеевую систему, систему фальцовки и секцию тиснения, управляется собственным сервоприводом. Главная система управления рассчитывает правильное положение каждой детали при выборе нового размера коробки через человеко-машинный интерфейс (HMI). Затем серводвигатели одновременно регулируют все положения в соответствии с новыми настройками. Эта электронная система управления исключает необходимость замены многих ручных деталей во время калибровки. Это позволяет машине перейти от изготовления маленькой шкатулки для драгоценностей к более крупной коробке в стиле коробки для обуви-с минимальными простоями. Согласно технической информации Института производителей упаковочного оборудования (PMMI), использование многоосного сервоуправления помогает сократить время переналадки оборудования для формования картона до 80 % [1] по сравнению со старыми механическими системами.
Интеллектуальное программное обеспечение и управление формулами
Гибкость аппаратного обеспечения — это только одна часть процесса. Цифровое управление также важно. Автоматическая машина для изготовления нескольких коробок оснащена современными программируемыми логическими контроллерами (ПЛК) и системами управления рецептами. Вместо того, чтобы требовать от оператора ввода множества настроек для каждого нового размера коробки, машина сохраняет готовые--настройки для разных размеров коробки.
Когда производственные заказы меняются, операторы просто выбирают в системе правильную формулу. Затем программное обеспечение отправляет необходимые настройки всем частям машины, включая направляющие для бумаги, положение биговального колеса и угол складывающейся пластины. Многие современные системы также используют функции автоматической коррекции. Датчик проверил коробку нового размера во время первого производства и обнаружил меньше ошибок в точности складывания или положении клея. Затем система автоматически вносит небольшие корректировки, чтобы поддерживать качество коробки в требуемом диапазоне. Исследования, опубликованные в журнале Journal of Manufacturing Systems, показывают, что системы обратной связи с обратной связью- в упаковочных машинах могут сократить потери материала при изменении размера, поскольку машины могут достичь стабильного производства [2] быстрее, чем системы без управления с обратной связью.
Адаптивная оснастка и модульная конструкция
Хотя серводвигатели контролируют изменение положения, машине по-прежнему нужны гибкие инструменты для работы с листами разных размеров. В универсальной автоматической машине для изготовления нескольких коробок используются модульные формовочные плиты и регулируемые складные направляющие, а не формы фиксированного-размера. Эти компоненты имеют быстроразъемную-конструкцию и четкие шкалы регулировки, поэтому их можно быстро перемещать или заменять, когда изменения размеров выходят за пределы диапазона регулировки стандартных инструментов.
Например, формовочные блоки могут состоять из отдельных секций, которые можно добавлять или удалять в зависимости от длины и ширины коробок. Системы бокового складывания и верхнего зажима обычно имеют скользящие или выдвижные направляющие, положение которых можно фиксировать в зависимости от количества контроллеров машины. Такое сочетание электронного позиционирования и регулируемых механических инструментов помогает машине сохранять прочную конструкцию и точно складывать множество коробок разных размеров. В стандарте ISO 15374 говорится, что модульная конструкция инструментов важна для поддержания стабильного качества производства гибкой упаковки, поскольку помогает избежать ошибок изгиба и позиционирования, которые могут возникнуть, когда фиксированный инструмент используется за пределами его надлежащего рабочего диапазона [3].
Адаптация к погрузочно-разгрузочным работам и подаче материалов
Для производства коробок разных размеров также требуется система подачи, которая могла бы стабильно обрабатывать заготовки разных размеров. Эту проблему автоматическая машина для изготовления коробок решает с помощью регулируемого вакуумного питателя и систем автоматического позиционирования. Когда размер коробки изменяется, присоски на головке устройства подачи автоматически перемещаются в соответствии с новым размером и положением заготовки. Это помогает предотвратить двойную подачу и перекос материала.
Боковые направляющие и передние упоры можно регулировать, чтобы обеспечить правильное положение материала при подаче. В машинах, обрабатывающих картон и гофрокартон разных размеров, прижимные ролики и зазоры между ними также могут автоматически регулироваться в соответствии с толщиной различных материалов. Это означает, что машина может без проблем обрабатывать тонкий ДСП для небольших косметических коробок и более толстый гофрированный картон E-для транспортных коробок. В технических руководствах Ассоциации Fiber Box указано, что при производстве коробок разных-размеров регулируемая система подачи напрямую влияет на общую эффективность оборудования, поскольку проблемы с подачей являются одной из основных причин неожиданных простоев во время изменения размеров [4].
Вывод: сочетание точности и гибкости.
Способность автоматической машины для изготовления нескольких коробок производить коробки разных размеров достигается за счет сочетания сервопривода управления, интеллектуального программного обеспечения, регулируемых инструментов и гибких систем обработки материалов. Эти технологии работают вместе, чтобы сделать традиционные фиксированные производственные процессы более гибкими и эффективными. Технология этих машин будет продолжать совершенствоваться, поскольку цепочки поставок требуют большей настройки и более быстрых сроков доставки. В будущих машинах может использоваться больше систем обслуживания на базе искусственного интеллекта-и улучшенные функции автоматической настройки для повышения производительности. Производителям важно понимать, как работают эти системы, чтобы выбрать подходящее оборудование и улучшить производственные процессы на рынке с меняющимися требованиями.
Ссылки
[1] Китайская ассоциация производителей упаковочного оборудования (PMMI) (2023 г.). :: Состояние отрасли упаковочного оборудования: тенденции автоматизации и гибкости*. Технические отчеты PMMI.
[2] Ли Дж. и Парк С. (2022). Система управления с замкнутым контуром в производстве гибкой упаковки: сокращение отходов при переналадке.Журнал производственных систем, 64, 112-125.
[3] Международная организация по стандартизации (2021 г.).ISO 15374:2021 -Упаковочное оборудование-Требования безопасности и стандарты модульной оснастки. Публикации ИСО.
[4] Ассоциация оптоволоконных коробок (2023 г.). * Руководство по эксплуатации оборудования для переоборудования-гофроящиков разных размеров *. Технические бюллетени ФБА.