В современной логистике и производстве предприятия сталкиваются с растущей необходимостью повышения скорости производства при одновременном снижении производственных затрат. Вторичная упаковка, особенно процесс формирования коробок из гофрокартона, является серьезной проблемой для многих видов производственного оборудования. Когда-то широко использовалось ручное формование коробок, но автоматизация изменила способ, которым фабрики и распределительные центры повышают эффективность производственных линий. Чтобы понять технологию, недостаточно посмотреть на скорость машины. Предприятиям также необходимо учитывать возможность подключения к системе, комфорт оператора и долгосрочную-надежность машины.Автоматическая формовочная машина для сборки бумажных коробокиграет важную роль в этих изменениях. Он предназначен не только для складывания картона, но и для обеспечения бесперебойной работы на протяжении всего процесса упаковки.
Как установить корпус автоматически
Чтобы понять, как повысить эффективность, важно понимать разницу между автоматическими, полуавтоматическими и ручными процессами формирования коробок. Автоматическая машина для формирования картонных коробок обычно сочетает в себе три основные функции в непрерывной системе: черновую подачу картонных коробок, формование картонных коробок и запечатывание дна. В отличие от полуавтоматических машин, которые требуют от рабочих складывать створки и запечатывать картонные коробки, в полностью автоматизированных системах используются серводвигатели или механические кулачковые системы для отбора сплющенных картонных коробок из мест хранения на высокой скорости.
Точная подача картона является важной гарантией стабильного производства. Современные машины используют вакуумные присоски и механические пальцы для управления картонными заготовками во время движения. Это помогает уменьшить ошибки подачи и остановки оборудования, которые являются частыми причинами простоев упаковочных линий. Усовершенствованные модели также включают в себя регулируемые инструменты, которые могут работать с картонными коробками разных размеров с быстрой переналадкой, часто в течение пяти минут. Такая гибкость позволяет автоматическим машинам для формования картонных коробок оставаться эффективными в производственных условиях с широким ассортиментом продукции и небольшими объемами заказов, которые раньше было трудно автоматизировать.
Пропускная скорость и баланс линии
Самым непосредственным показателем улучшения является уровень переработки. Скорость ручного формования картонных коробок обычно составляет 8-12 коробок в минуту, из-за усталости работника и условий труда скорость также может меняться. Напротив, автоматизированные системы обычно работают со скоростью от 20 до 50 CPM, в зависимости от типа машины и размера коробки. Однако без правильного баланса лески сама по себе скорость не гарантирует более высокую эффективность.
Эффективность повышается, когда коробчатые краны работают с другим упаковочным оборудованием, таким как ленты и машины для запечатывания. Если сборщик часто запускается и останавливается, это может привести к незначительным задержкам в процессах заполнения и герметизации. Высококачественные-автоматические системы формования картонных коробок используют инверторы и интеллектуальные датчики для подключения к вышестоящим и нижестоящим устройствам через промышленные системы связи, такие как Ethernet/IP или PROFINET. Благодаря этому соединению автоматическая машина для изготовления картонных коробок может регулировать скорость в соответствии с производственными условиями-в реальном времени, что помогает предотвратить скопление картонных коробок или нехватку поставок, тем самым снижая общую эффективность оборудования.
Перераспределение труда и снижение эргономических рисков
Оптимизация – это не только производительность машин, но и конфигурация человеческого капитала. Травмы от повторяющихся перенапряжений (RSI) при складывании коробок вручную представляют собой значительные скрытые затраты в упаковочных операциях. Многократные удары и царапины по гофрированному картону, а также удерживание коробки подпружиненными-плунжерами оказывают огромное давление на запястья и плечи операторов.
Благодаря настройке автоматической формовочной машины для сборки бумажных коробок оборудование полностью устраняет эти эргономические опасности. Что еще более важно, эта автоматизация облегчает перераспределение рабочей силы. Один автоматизированный монтажник может заменить двух или трех ручных монтажников. Этих сотрудников можно переназначить для выполнения-дополнительных задач, таких как проверка качества, надзор за двором или профилактическое обслуживание. Инженерный контроль по устранению ручных материалов является наиболее эффективным уровнем контроля для предотвращения нарушений опорно-двигательного аппарата [1], согласно исследованию, опубликованному Национальным институтом безопасности и гигиены труда (NIOSH). Таким образом, повышение эффективности выходит за рамки прямой экономии труда и включает в себя снижение требований о компенсации работникам и снижение текучести кадров.
Согласованность материала и сокращение отходов
В процессе формирования картонной упаковки человеческая ошибка может вызвать производственные проблемы, которые часто игнорируются. Коробки неправильной формы могут вызвать блокировку автоматической запечатывающей машины, снизить качество склеивания ленты, что приведет к нестабильности штабелей поддонов. Автоматическая система использует формовочные инструменты и компрессионные ремни, чтобы каждая коробка сохраняла правильную форму до запечатывания нижнего клапана.
Такая последовательная форма коробки улучшает процесс запечатывания. Когда коробка входит в конус в одном и том же положении, ленточные головки поддерживают постоянное давление, что сокращает количество отходов и необходимость переделки ленты. Кроме того, по сравнению с ручной или полу-автоматической склейкой, машина с системой склеивания горячим расплавом может использовать точный метод склеивания, используя меньше клея. Уменьшение несоответствия картонных коробок помогает повысить стабильность производства, поскольку последующему оборудованию требуется меньше времени для устранения засоров, вызванных неправильной формой картонных коробок.
В сочетании с Индустрией 4.0 и профилактическим обслуживанием.
Эффективность современной упаковки во многом зависит от наглядности данных. Сегодняшние машины для сборки картонных коробок – это нечто большее, чем просто механическое. Они также могут служить источниками данных для интеллектуальных заводских систем. Датчики могут контролировать нагрузку двигателя, вакуумное давление, температуру нагревателя и производственные циклы в режиме реального времени.
Эти данные поддерживают профилактическое обслуживание и помогают предотвратить серьезные сбои оборудования. Вместо того, чтобы ждать, пока машина выйдет из строя или следовать фиксированным графикам технического обслуживания, операторы могут проверить фактическое состояние оборудования и при необходимости заменить детали. Например, если вакуум всасывания снижается из-за износа присосок, система может предупредить о проблемах с подачей в картонную коробку до того, как они возникнут. Такой упреждающий подход увеличивает время безотказной работы оборудования и обеспечивает эффективную работу упаковочной линии. Исследования, опубликованные в Журнале производственных систем, показывают, что профилактическое обслуживание на основе Интернета вещей-может сократить время простоя оборудования на 30–50 % по сравнению с традиционными методами реактивного обслуживания [2].
Показатели энергоэффективности и устойчивого развития
Устойчивое развитие все больше связано с производительностью. Старые машины для монтажа картонных коробок в значительной степени полагаются на пневматические системы, которые используют много сжатого воздуха, что требует больших затрат энергии для производства. В новых машинах для формования картонных коробок используется больше электрических сервосистем, чем пневматических компонентов. Сервосистемы используют энергию только во время движения и восстанавливают энергию во время торможения, что помогает снизить потребление энергии на коробку.
Кроме того, точная автоматическая формовка позволяет предприятиям использовать более легкие гофрированные материалы. Поскольку машина работает с картонной коробкой стабильно и бережно, производитель может уменьшить толщину пластины, не влияя на качество формования. Использование легких материалов может снизить материальные затраты и снизить выбросы углекислого газа при транспортировке и хранении. Это позволяет компаниям повышать производительность, одновременно поддерживая свои цели в области устойчивого развития.
Заключение:
Существует множество аспектов повышения эффективности упаковочной линии за счет автоматизации. Сюда входят скорость работы машин, цифровая связь, управление персоналом, использование материалов и контроль энергопотребления. Автоматическая формовочная машина для сборки бумажных коробок является важной частью системы. Он превращает ручные и трудоемкие рабочие процессы в более плавные операции,-основанные на данных. Сохраняя картонные коробки одинаковой формы, обеспечивая лучшую координацию линий и сокращая количество повторяющихся задач для сотрудников, эти машины приносят больше пользы, чем простые улучшения корпуса поминутно-за-минутой. Умные системы формования картонных коробок станут более важными в современном производстве и дистрибуции, поскольку цепочки поставок требуют более быстрого реагирования и большей прозрачности.
Ссылки:
[1] Национальный институт охраны труда (NIOSH) (2023 г.). Эргономика и нарушения опорно-двигательного аппарата в упаковке. Центры США по контролю и профилактике заболеваний. Государственные инструкции по охране труда при технологическом контроле вторичной упаковки.
[2] Ли Дж. и Багери Б. (2022). «Интеллектуальное производство и прогнозное обслуживание киберфизических систем». Журнал производственных систем, 62, 145-158. Рецензируемый научный журнал, посвященный интеграции Интернета вещей и усовершенствованию OEE автоматизированных производственных линий.
[3] Международная организация по стандартизации (2021 г.). ISO 22400-2: Ключевые показатели эффективности автоматизированных систем и интегрированного управления производственными операциями. Стандартная документация, определяющая показатели эффективности и совместимость упаковочного оборудования.