ประสิทธิภาพการบรรจุหีบห่อกำลังกลายเป็นเรื่องปกติมากขึ้นเรื่อยๆ โดยได้แรงหนุนจากการเติบโตของ{{0}คำสั่งซื้ออีคอมเมิร์ซและความต้องการการผลิตที่ยืดหยุ่น ความเร็วในการพับที่ช้าของกล่องแบบแมนนวลมักส่งผลให้ขนาดแตกต่างกัน ซึ่งส่งผลต่อการบรรจุและการปิดผนึกในภายหลัง เพื่อแก้ไขปัญหานี้ จึงได้ออกแบบกล่องกระดาษอัตโนมัติเต็มรูปแบบ สามารถแปรรูปเป็นกล่องกระดาษแข็ง 3-D ได้โดยอัตโนมัติโดยไม่ต้องดำเนินการด้วยตนเอง ในบทความนี้ กระบวนการอัตโนมัติของ ``ฟีด-พับ-ซีล" อธิบายจากสามแง่มุม: ขั้นตอนการผลิต กระบวนการทำงานขั้นพื้นฐาน และระบบควบคุมเซ็นเซอร์ หัวใจสำคัญของระบบอัตโนมัตินี้คือเครื่องทำกล่องกระดาษอัตโนมัติซึ่งรวมการทำงานทางกลเข้ากับการควบคุมอัจฉริยะเพื่อทดแทนการใช้แรงงานคนโดยสิ้นเชิง
ห้าขั้นตอนสำคัญในการผลิตกล่องอัตโนมัติ
ขั้นตอนที่ 1: พื้นที่จัดเก็บกระดาษแข็งและการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว
ก่อนเริ่มการผลิต ผู้ปฏิบัติงานจะวาง-กล่องกระดาษแข็งแบนที่แกะสลักไว้ก่อนแล้วลงในนิตยสารแนวตั้ง นิตยสารใช้การออกแบบการจ่ายด้านล่างและการโหลดด้านบน ดังนั้นจึงสามารถเพิ่มช่องว่างกระดาษแข็งใหม่ได้ในขณะที่เครื่องยังคงทำงานอยู่ เมื่อแปลงเป็นขนาดของกล่องกระดาษแข็งอื่น ผู้ปฏิบัติงานจะเลือกการตั้งค่าที่ถูกต้องบนหน้าจอสัมผัส เครื่องมือขึ้นรูปแบบโมดูลาร์สามารถเปลี่ยนให้เสร็จสิ้นได้ภายใน 2-3 นาที ความสามารถในการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วนี้ช่วยให้เครื่องทำกล่องกระดาษอัตโนมัติเพื่อจัดการกล่องหลายขนาดในสายการผลิตเดียวกันโดยมีการหยุดชะงักน้อยที่สุด
ขั้นตอนที่ 2: การเลือกอัตโนมัติและการแยกชิ้นเดียว
เมื่อเครื่องเริ่มทำงาน ถ้วยดูดสูญญากาศที่ด้านล่างของแม็กกาซีนจะหยิบกระดาษแข็งที่ว่างที่สุดแล้วเลื่อนลง เพื่อป้องกันไม่ให้แผ่นสองแผ่นติดกันเนื่องจากไฟฟ้าสถิต ลูกกลิ้งป้อนกระดาษคู่-จะหมุนไปในทิศทางตรงกันข้ามและค่อยๆ ถูทั้งสองแผ่น ดังนั้นสามารถป้อนกระดาษได้ครั้งละหนึ่งแผ่นเท่านั้น หากเซ็นเซอร์ตรวจจับกระดาษที่ทับซ้อนกัน เครื่องจะหยุดและส่งเสียงเตือนทันที
ขั้นตอนที่ 3: เตรียม-รอยพับและระบุตำแหน่ง
เมื่อพื้นผิวหยาบไปถึงสถานีเตรียมพิมพ์ ลูกกลิ้งจะเพิ่มแรงกดมากขึ้นตามแนวรอยพับที่มีอยู่ กระบวนการพับก่อน-นี้ทำให้เส้นใยกระดาษแข็งนุ่มขึ้นและช่วยป้องกันรอยยับที่มุม จากนั้นตัวกั้นตำแหน่งด้านข้างจะย้ายช่องว่างไปยังตำแหน่งที่ถูกต้อง ข้อผิดพลาดในการวางตำแหน่งจำกัดอยู่ที่ 0.5 มม. ซึ่งให้การอ้างอิงที่มั่นคงสำหรับการพับครั้งถัดไป
ขั้นตอนที่ 4: การยืดแบบ 3 มิติและการขึ้นรูปกล่องเริ่มต้น
สายพานลำเลียงจะเคลื่อนที่และหาช่องว่างใต้แมนเดรลที่ขึ้นรูป แมนเดรลมีรูปร่างเหมือนกับด้านในของกล่องและกดตรงกลางช่องว่าง ในเวลาเดียวกัน แผ่นนำแบบพับได้ทั้งสองด้านจะเลื่อนขึ้นด้านบน โดยแผงด้านข้างแบบพับได้ ซึ่งจะสร้างชุดกล่องด้านบน-พื้นฐาน ความแม่นยำของขั้นตอนการยืดแบบ 3 มิตินี้เป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากการเบี่ยงเบนใดๆ ที่นี่จะส่งผลต่อความเป็นสี่เหลี่ยมของกล่องทุกกล่องที่ผลิตโดยเครื่องทำกล่องกระดาษอัตโนมัติ.
ขั้นตอนที่ 5: พับด้านล่าง ปิดผนึก และเสร็จสิ้นเอาต์พุตกล่อง
กล่องที่ยังคงยึดแกนหัวใจไว้เคลื่อนไปข้างหน้าผ่านเครื่องจักร ขั้นแรกเครื่องจะพับแผ่นพับด้านล่างที่สั้นกว่าเข้าด้านใน จากนั้นจึงพับแผ่นพับที่ยาวกว่า สำหรับกล่องที่ต้องใช้กาว ปืนหลอมร้อนจะกระจายกาวให้ทั่วบริเวณที่ทับซ้อนกัน และลูกกลิ้งแรงดันจะกดชิ้นส่วนต่างๆ เข้าด้วยกันเพื่อสร้างการยึดเกาะที่แข็งแรง จากนั้นรางนำแบบหลายทิศทางจะถูกปรับเป็นสี่มุมเพื่อรักษาความถูกต้องของรูปทรงกล่อง กล่องที่เสร็จแล้วจะถูกนับ เรียงซ้อน และส่งออกโดยอัตโนมัติ
III. การป้อน การพับ และการปิดผนึกทำงานร่วมกันอย่างไร
เครื่องบรรจุกล่องอัตโนมัติเต็มรูปแบบทำงานที่ความเร็วสูงและรักษาเสถียรภาพเนื่องจากการประสานงานที่แม่นยำของทั้งสามระบบ ได้แก่ การป้อน การพับ และการปิดผนึก ในแบบฉบับเครื่องทำกล่องกระดาษอัตโนมัติโมดูลทั้งสามนี้ซิงโครไนซ์โดยระบบจับเวลาลูกเบี้ยวส่วนกลางเพื่อให้แน่ใจว่าการส่งต่อระหว่างสถานีเป็นไปอย่างราบรื่น
ระบบฟีดมีหน้าที่รับผิดชอบในกระบวนการ "ป้อนข้อมูล" จังหวะเวลาของถ้วยดูดสุญญากาศต้องตรงกับความเร็วของสายพานลำเลียง หากถ้วยดูดปล่อยกระดาษแข็งออกเร็วเกินไป กระดาษเปล่าอาจเคลื่อนไปยังตำแหน่งอื่นได้ ถ้าปล่อยช้าไปคราวหน้าอาจได้รับผลกระทบ
ระบบการพับมีหน้าที่รับผิดชอบในกระบวนการ "ขึ้นรูป" แผ่นนำแบบพับ-แบบขับเคลื่อนหรือแบบขับเคลื่อนเซอร์โว-เป็นไปตามลำดับ "ขอบยาวก่อน ขอบสั้นวินาที" การเคลื่อนไหวจะถูกควบคุมโดยสปินเดิลแคมหรือลูกเบี้ยวอิเล็กทรอนิกส์เพื่อให้แน่ใจว่าขั้นตอนการพับแต่ละขั้นตอนเสร็จสมบูรณ์อย่างแน่นอน
ระบบซีลมีหน้าที่ในกระบวนการ "แก้ไข" เวลาสเปรย์ของการหลอมร้อนจะต้องตรงกับช่วงเวลาสั้น ๆ หลังจากการพับเสร็จสมบูรณ์ หากพ่นกาวเร็วเกินไป กาวอาจแพร่กระจายในขั้นตอนการพับครั้งต่อไป หากฉีดพ่นช้าเกินไป อุณหภูมิของกาวจะลดลงและผลการยึดเกาะจะลดลง
การทำงานของทั้งสามระบบนี้ขึ้นอยู่กับการควบคุมมุมของเพลาสปินเดิล ครบวงจรประกอบด้วยการหมุนแกนหมุน 360 องศา 90 องศาแรกสำหรับการป้อน 180 องศาสำหรับการพับ และ 90 องศาสำหรับการปิดผนึกและการอัดขึ้นรูป เซ็นเซอร์เชื่อมต่อแต่ละไซต์และควบคุมลำดับการทำงาน หากโต๊ะพับทำงานไม่เสร็จในเวลาที่ถูกต้อง สถานีซีลจะไม่รับสัญญาณสเปรย์ ซึ่งช่วยป้องกันกระดาษติดและปัญหากาว
IV. บทนำ เซ็นเซอร์และระบบควบคุมปรับปรุงความแม่นยำได้อย่างไร
ความแม่นยำซึ่งมาจากระบบควบคุมแบบวงปิด-ซึ่งประกอบด้วยเซ็นเซอร์และชุดควบคุม เป็นกุญแจสำคัญสำหรับเครื่องจักรบรรจุกล่องอัตโนมัติ ทันสมัยเครื่องทำกล่องกระดาษอัตโนมัติการออกแบบต้องอาศัยสถาปัตยกรรมลูปปิด-อย่างมากเพื่อรักษาคุณภาพเอาต์พุตที่สม่ำเสมอที่ความเร็วสูง
โฟโตอิเล็กทริคเซนเซอร์ทำหน้าที่ตรวจสอบหลายอย่าง ในส่วนการป้อน ให้ตรวจสอบว่ากระดาษแข็งที่หยาบอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องโดยใช้เซนเซอร์โฟโตอิเล็กทริคแบบลำแสงหรือไม่ ซึ่งช่วยป้องกันข้อผิดพลาดในการป้อนอากาศและการป้อน ที่สถานีบานพับ ให้เข้าใกล้สวิตช์เพื่อตรวจสอบว่าตัวกั้นบานพับอยู่ในมุมที่ถูกต้อง หากมุมอยู่นอกช่วง ระบบจะปรับความดันอากาศหรือแรงบิดเซอร์โวโดยอัตโนมัติ ในส่วนเอาท์พุต เซนเซอร์วัดระยะด้วยเลเซอร์จะวัดความสูงและขนาดแนวทแยงของกล่องสำเร็จรูป หากกล่องไม่ตรงตามข้อกำหนดด้านแนวตั้ง ลมจะดันกล่องนั้นเข้าไปในบริเวณที่เป็นเศษเหล็ก
ระบบควบคุม PLC เป็นศูนย์กลางการควบคุมหลัก เมื่อผู้ปฏิบัติงานป้อนความยาว ความกว้าง และความสูงของกล่องผ่านหน้าจอสัมผัส PLC จะคำนวณขีดจำกัดความล่าช้าและการเคลื่อนที่สำหรับการดำเนินการแต่ละอย่างโดยอัตโนมัติ ไดรเวอร์เซอร์โวรับสัญญาณจาก PLC และควบคุมมุมของแขนพับและการเคลื่อนที่ของหัวฉีดกาวอย่างแม่นยำ ที่สำคัญกว่านั้น PLC จะเปรียบเทียบข้อมูลตำแหน่งจริงของเซ็นเซอร์กับค่าเป้าหมายแบบเรียลไทม์อย่างต่อเนื่อง ตัวอย่างเช่น หากกล่องพับมีขนาดใหญ่กว่าขนาดที่ตั้งไว้ 2 มม. PLC จะปรับการเคลื่อนที่ของแผ่นนำเล็กน้อยในรอบถัดไป ซึ่งส่งผลให้กระบวนการ "ตรวจจับ-เปรียบเทียบ-ถูกต้อง" แบบปิด-รวดเร็ว
การใช้กาวและการตรวจสอบสภาพแวดล้อมก็มีความสำคัญเช่นกันสำหรับการผลิตที่มั่นคง เซ็นเซอร์การไหลในระบบกาวสามารถตรวจจับการอุดตันของหัวฉีดได้ และโมดูลควบคุมอุณหภูมิสามารถมั่นใจได้ว่ากาวร้อนละลายจะมีอุณหภูมิและความหนืดที่ถูกต้อง เครื่องจักรขั้นสูงบางเครื่องยังใช้เซ็นเซอร์ความชื้นอีกด้วย เมื่อความชื้นสูง แนะนำให้ลดแรงกดขึ้นรูปของกล่องเพื่อหลีกเลี่ยงการเสียรูป
ด้วยเซ็นเซอร์และเทคนิคการควบคุมเหล่านี้ ความแม่นยำในการวางตำแหน่งของเครื่องจักรทั้งหมดจะถูกควบคุมภายใน 0.5 มม. ความคลาดเคลื่อนของขนาดกล่องสำเร็จรูปจะถูกควบคุมภายใน ± 3 มม. และฝาปิดถูกปิดผนึกโดยไม่มีช่องว่าง ข้อมูลจำเพาะเหล่านี้เป็นเกณฑ์มาตรฐานสำหรับคุณภาพสูง-เครื่องทำกล่องกระดาษอัตโนมัติใช้ในสายการบรรจุภัณฑ์แบบมืออาชีพ
โวลต์ บทสรุป
กล่องอัตโนมัติเต็มรูปแบบสามารถเปลี่ยนเป็นกล่องมาตรฐานได้อย่างสมบูรณ์โดยการทำงานร่วมกันของโมดูลสามโมดูล ได้แก่ การป้อน การพับ และการปิดผนึก รวมถึงเซ็นเซอร์และระบบควบคุมลูปปิดของ PLC- ห้าขั้นตอนหลักสร้างกระบวนการผลิตที่สมบูรณ์: การถอนและการแยกบอร์ดทำให้มั่นใจได้ว่าการป้อนวัสดุจะมีเสถียรภาพ การพับและการวางตำแหน่งล่วงหน้า-จะสร้างฐานการพับที่ถูกต้อง การขึ้นรูป 3 มิติจะสร้างรูปทรงกล่อง การปิดผนึกด้านล่างช่วยเพิ่มความแข็งแรงของกล่อง และการสร้างรูปร่างและผลลัพธ์ขั้นสุดท้ายทำให้กล่องมีขนาดเท่ากัน
ในอนาคตการพัฒนาตัวเครื่องจะเน้นไปที่ 3 ส่วนหลักๆ ประการแรก ระบบการมองเห็นด้วยปัญญาประดิษฐ์อาจเข้ามาแทนที่โฟโตอิเล็กทริคเซนเซอร์แบบเดิม โดยให้การตรวจจับความเสียหายที่พื้นผิวและรอยแตกร้าวตามเวลาจริง- ประการที่สอง เครื่องจักรสามารถเชื่อมต่อกับระบบ MES ได้โดยตรง โหลดการตั้งค่าการผลิตโดยอัตโนมัติ และดำเนินการสลับให้เสร็จสิ้นตามข้อมูลคำสั่งซื้อ ซึ่งสามารถย่นระยะเวลาการตั้งค่าให้สั้นลงได้อีก ประการที่สาม การใช้ข้อมูลการผลิตสำหรับการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์สามารถช่วยลดเวลาหยุดทำงานที่ไม่คาดคิดและปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์โดยรวม (OEE)
การทำความเข้าใจวิธีการทำงานของเครื่องจักรเหล่านี้เป็นขั้นตอนสำคัญสำหรับผู้ผลิตบรรจุภัณฑ์ในการเลือกอุปกรณ์ที่เหมาะสม ปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต และสร้างสายการผลิตบรรจุภัณฑ์ที่ชาญฉลาดยิ่งขึ้น
แหล่งที่มา:หลักการออกแบบทางกลสำหรับการประสานงานบอร์ดหลักและการจัดสรรเวลาของลูกเบี้ยวใน-การออกแบบอุปกรณ์อัตโนมัติแบบมาตรฐาน การสื่อสารเทคโนโลยีแบบเปิด โครงสร้าง PLC และการควบคุมเซ็นเซอร์ทั่วไป หลักการจัดวางเซ็นเซอร์โฟโตอิเล็กทริค กลยุทธ์การชดเชยข้อผิดพลาดในตำราเรียนวิศวกรรมบรรจุภัณฑ์และเอกสารเทคโนโลยีทั่วไป การสลับโมดูลาร์อย่างรวดเร็ว ระบบแจ้งเตือนการเติมแบบไม่หยุดอัจฉริยะ- และอื่นๆ ช่วงพารามิเตอร์ทั้งหมด (ข้อผิดพลาดในการวางตำแหน่ง พิกัดความเผื่อของขนาด ช่วงความเร็ว ฯลฯ) มาจากข้อกำหนดมาตรฐานอุตสาหกรรม และไม่เกี่ยวข้องกับแบรนด์หรือรุ่นใดโดยเฉพาะ