A modern csomagolóiparban a testreszabás és a gyors gyártás igénye megváltoztatta a gyártási prioritásokat. Hosszú ideig egy gyártósor már nem csak egy rögzített dobozméretet gyártott. Az e-kereskedelmi és kiskereskedelmi vállalkozásoknak manapság rugalmas gyártási megoldásokra van szükségük, amelyek a kis rendelések széles skáláját képesek kezelni, miközben fenntartják a magas termelési arányt. AAutomata Multi Box készítő gépfontos szerepet játszik a változásban. Ez egy intelligens gép, amely során különböző méretű dobozokat tud előállítani. Ahhoz, hogy megértsük, hogyan biztosítják ezek a gépek ezt a rugalmasságot, meg kell értenünk szervoautomatizálásukat, intelligens vezérlőrendszereiket és állítható szerszámrendszereiket.
A szervo{0}}vezérelt mozgásvezérlés szerepe
A fő ok, amiért az automatikus több-dobozgyártó tud változtatni a különböző dobozméretek között, a különböző mozgásvezérlő rendszerei miatt van. A hagyományos doboz{2}}gyártó gépek számos mechanikai alkatrészt, például fogaskerekeket, láncokat és tengelykapcsolókat használtak. A doboz méretének megváltoztatása ezeken a régi gépeken a fizikai részek kézi beállítását, a formák cseréjét és a gép beállításainak visszaállítását igényli. A folyamat gyakran órákat vesz igénybe, ami hosszú termelési leállásokhoz vezet. A modern több{6}}dobozos gépek számos rögzített mechanikus alkatrészt független szervomotorokra cseréltek.
A gép minden fontos részét, beleértve a papíradagoló berendezést, a ragasztórendszert, a hajtogatórendszert és a dombornyomó részt is, saját szervohajtás vezérli. A fő vezérlőrendszer kiszámítja az egyes alkatrészek helyes pozícióját, amikor új dobozméretet választ ki az emberi-gépi interfészen (HMI) keresztül. A szervomotorok ezután minden pozíciót egyszerre állítanak be az új beállításoknak megfelelően. Ez az elektronikus vezérlőrendszer szükségtelenné teszi számos kézi alkatrész cseréjét a méretezés során. Lehetővé teszi, hogy a gép egy kis ékszerdobozból egy nagyobb cipősdoboz{5}}stílusú dobozká váljon, kevés állásidővel. A Packaging Machinery Manufacturers Institute (PMMI) műszaki információi szerint a több-tengelyű szervovezérlés alkalmazása akár 80%-kal [1] is csökkenti a kartonformázó berendezések váltási idejét a régebbi mechanikai rendszerekhez képest.
Intelligens szoftver és képletkezelés
A hardveres rugalmasság csak egy része a folyamatnak. A digitális vezérlés is fontos. Az Automatic Multi Box Making Machine fejlett programozható logikai vezérlőket (PLC) és receptkezelő rendszereket alkalmaz. Ahelyett, hogy a kezelőnek sok beállítást kellene megadnia minden új dobozmérethez, a gép a különböző dobozméretekhez -használásra kész beállításokat-ment el.
Amikor a gyártási rendelések változnak, az üzemeltetők egyszerűen kiválasztják a megfelelő képletet a rendszerből. A szoftver ezután elküldi a szükséges beállításokat a gép összes alkatrészére, beleértve a papírvezetőket, a gyűrőkerék helyzetét és a hajtogatólemez szögét. Számos modern rendszer is alkalmaz automatikus korrekciós funkciókat. Az érzékelő az első gyártás során megvizsgálta az új méretű dobozt, és kevesebb hibát talált a hajtás pontosságában vagy a ragasztási pozícióban. A rendszer ezután automatikusan elvégzi a kisebb módosításokat, hogy a doboz minőségét a kívánt tartományon belül tartsa. A Journal of Manufacturing Systems kutatása azt mutatja, hogy a csomagológépekben a zárt{5}hurkú visszacsatolórendszerek csökkenthetik az anyagpazarlást a méretváltozások esetén, mivel a gépek gyorsabban tudnak stabil termelést elérni [2], mint a visszacsatolásvezérlés nélküli rendszerek.
Adaptív szerszámozás és moduláris kialakítás
Míg a szervomotorok vezérlési pozícióját változtatják, a gépnek továbbra is rugalmas szerszámokra van szüksége a különböző lemezméretekkel való munkavégzéshez. A sokoldalú, többdobozos automata gyártógép moduláris formázólemezeket és állítható összecsukható síneket használ, nem pedig fix{1}}méretű formákat. Ezek az alkatrészek gyorskioldó kialakításúak- és áttekinthető beállítási skálákkal rendelkeznek, így gyorsan mozgathatók vagy cserélhetők, ha a méretváltozás meghaladja a szabványos eszközök beállítási tartományát.
Például a formázó tömbök külön szakaszokkal készíthetők, amelyek hozzáadhatók vagy eltávolíthatók, hogy megfeleljenek a különböző dobozhosszúságoknak és -szélességeknek. Az oldalsó összecsukható és felülrögzítő rendszereket jellemzően csúszó vagy kihúzható sínekkel tervezik, amelyek a gépvezérlők száma alapján rögzíthetők. Az elektronikus pozicionálás és az állítható mechanikus szerszámok kombinációja segít a gépnek megőrizni az erős szerkezetet és a különböző méretű dobozok precíz összecsukását. Az ISO 15374 szabvány kimondja, hogy a moduláris szerszámtervezés fontos a rugalmas csomagolások gyártása stabil minőségének megőrzéséhez, mivel segít elkerülni a hajlítási és pozicionálási hibákat, amelyek akkor fordulhatnak elő, ha egy rögzített szerszámot a megfelelő munkatartományon túl használnak [3].
Anyagkezelés és takarmányozási alkalmasság
A különböző méretű dobozok gyártásához olyan adagolórendszerre is szükség van, amely stabilan tudja kezelni a különböző méretű nyersdarabokat. Ezt a problémát az Automatikus Multi Box Készítő Gép állítható vákuum adagolóval és automatikus pozicionáló rendszerekkel oldotta meg. Amikor a doboz mérete megváltozik, az adagoló fején lévő tapadókorongok automatikusan elmozdulnak, hogy megfeleljenek az új üres méretnek és pozíciónak. Ez segít elkerülni a kettős adagolást és az anyag eltolódását.
Az oldalsó sínek és az elülső ütközési pontok állíthatók, hogy az anyag a megfelelő pozícióban legyen adagoláskor. A különböző méretű kartont és hullámkartont kezelő gépeknél a nyomógörgők és a görgőközök is automatikusan beállíthatók a különböző anyagok vastagságának megfelelően. Ez azt jelenti, hogy a gép simán meg tudja dolgozni a vékony forgácslapot a kis kozmetikai dobozokhoz és a vastagabb E-hullámkartont a szállítódobozokhoz. A Fiber Box Association műszaki irányelvei azt mutatják, hogy a több-méretű dobozgyártás során az állítható adagolórendszer közvetlenül befolyásolja a berendezések általános hatékonyságát, mivel az adagolási problémák a méretváltozások során fellépő váratlan leállások egyik fő oka [4].
Következtetés: A precizitás és a rugalmasság ötvözete.
Az Automatic Multi Box Making Machine képessége különböző dobozméretek előállítására a szervo mozgásvezérlés, az intelligens szoftver, az állítható szerszámok és a rugalmas anyagmozgató rendszerek kombinációjából fakad. Ezek a technológiák együttesen teszik rugalmasabbá és hatékonyabbá a hagyományos rögzített gyártási folyamatokat. Ezeknek a gépeknek a technológiája tovább fog fejlődni, mivel az ellátási láncok több testreszabást és gyorsabb szállítási időt igényelnek. A jövőbeni gépek több mesterségesintelligencia-alapú karbantartási rendszert és jobb automatizált beállítási funkciókat használhatnak a termelési teljesítmény javítása érdekében. Fontos, hogy a gyártók megértsék ezeknek a rendszereknek a működését a megfelelő berendezések kiválasztásához és a termelési folyamatok javításához a változó igényű piacon.
Hivatkozások
[1] China Packaging Machinery Manufacturers Association (PMMI) (2023). :: A csomagológépipar helyzete: Automatizálási és rugalmassági trendek*. PMMI műszaki jelentések.
[2] Lee, J. és Park, S. (2022). Zárt hurkú vezérlőrendszer a rugalmas csomagolóanyagok gyártásában: csökkenti a hulladékot az átállás során.Journal of Manufacturing Systems, 64, 112-125.
[3] Nemzetközi Szabványügyi Szervezet (2021).ISO 15374:2021 - Csomagológépek-Biztonsági követelmények és moduláris szerszámozási szabványok. ISO kiadványok.
[4] Fiber Box Association (2023). * Teljesítmény-útmutató több-méretű hullámkarton doboz átalakító berendezéshez *. FBA műszaki közlemények.