Kako automatska mašina za podizanje kutija radi korak po korak?

Svako ko je ikad ručno presavio 200 kutija u smjeni zna fizičku cijenu. Podlaktice gore, kartonska prašina ispunjava zrak, a tempo se prirodno usporava do posljednjeg sata. Za operacije koje isporučuju značajan dnevni obim, ovaj ručni proces više nije održiv. To je mjesto gdje je potpunoautomatska mašina za podizanje kutijaulazi u sliku. Potrebno je ravne, oborene-kartonske praznine i pretvara ih u otvorene, donje{2}}zapečaćene kutije spremne za prijem proizvoda-sve bez da ljudska ruka dodiruje karton.

Razumijevanje kako se to tačno događa, korak po korak, važno je ako procjenjujete opremu ili pokušavate riješiti problem na postojećoj liniji. Mehanika je u principu jednostavna, ali uključuje precizno mjerenje vremena, fiziku vakuuma i mehaničku sinhronizaciju koja nagrađuje bliži pogled.

Šta mašina zapravo radi

Prije prolaska kroz sekvencu korak{0}}po{1}}, pomaže da se definira obim posla. Postavljač kutije radi tri stvari: odvaja jednu ravnu prazninu od hrpe, presavija tu praznu kutiju u pravougaoni oblik i zatvara donje poklopce. To je cijeli posao. Vrijednost leži u tome da se to radi konstantnom brzinom-obično 5 do 30 kutija u minuti u zavisnosti od modela-bez varijacija u kvalitetu.

Potpuno automatske verzije samostalno upravljaju cijelim ciklusom. Operater ubacuje hrpu ravnih zaliha u magacin, a odatle mašina preuzima. Poluautomatske verzije zahtijevaju od operatera da ručno postavi svaki zazor u poziciju za oblikovanje; mašina zatim završava savijanje i zaptivanje.

Korak 1: Punjenje magazina i odvajanje praznine

Proces počinje sa spremnikom-okomitim spremnikom koji drži hrpu ravnih kartonskih praznina. Visina snopa varira ovisno o dizajnu, ali obično može primiti 50 do 150 blankova odjednom, ovisno o debljini ploče i veličini stroja.

Mehanizam razdvajanja je prvo mjesto gdje stvari mogu krenuti po zlu, tako da zaslužuje pažnju. Većina mašina koristi jedan od dva pristupa:

Trenje{0}}odvajanje hrane koristi rotirajući remen ili valjak koji dodiruje donju praznu ploču u snopu. Trenje povlači donji blank prema naprijed dok pričvrsna ruka drži preostali snop na mjestu. Ova metoda dobro funkcionira za standardne valovite ploče unutar predvidljivog raspona težine.

Separacija zasnovana na usisu{0}} koristi vakuumske čaše za hvatanje gornjeg dijela u snopu i podizanje od gomile. Sekundarni zračni mlaz ili mehanički prst zatim odvaja jednu praznu ploču od svih susjednih listova koji su se možda zalijepili. Ova metoda se nosi sa širim rasponom težine ploča i uslova površine.

Za kontekst, International Journal of Advanced Manufacturing Technology je dokumentirao da prazna separacija čini približno 23% svih incidenata zaglavljivanja u sistemima za-brzinu montažu, pri čemu je adhezija ploča uzrokovana vlažnošću{2}}primarni faktor.

Korak 2: Prazan prijenos i početno otvaranje

Kada se odvoji, blanko se mora preneti iz magacina u deo za formiranje. Ovaj prijenos je mjesto gdje mašina počinje da "otvara" kutiju.

U mašini za kontinualnu{0}}kretnju, blanko se prenosi prema naprijed pomoću pokretnog remena ili lančanog -nosača dok formiraju šipke i vodilice koje progresivno guraju bočne zaklopke prema van. Prazan nikada ne prestaje da se kreće tokom ove faze.

U isprekidanoj- mašini za kretanje, blank stiže u stacionarni položaj za formiranje. Mašina pauzira blanko na ovoj stanici dok mehanizam za formiranje završi ciklus otvaranja, a zatim ga prebacuje na sledeću stanicu.

Samo otvaranje se postiže kombinacijom vakuumskih čaša i mehaničkih sklopivih krakova. Vakumske čaše prianjaju na određene ploče blanka i razvlače ih, stvarajući početni oblik kutije. Mehaničke vođice zatim drže kutiju u njenom delimično otvorenom stanju dok su donji poklopci postavljeni za preklapanje.

Korak 3: Preklapanje donjeg poklopca

Kada je kutija djelomično otvorena, donji poklopci moraju biti preklopljeni u položaj za zaptivanje. Ovo je čisto mehanički slijed, obično pokretan preklopnim pločama-pokrenutim grebenom ili servo{2}}preklopnim rukama.

Redosled je važan. Na standardnom običnom kontejneru s prorezima (RSC), mali unutrašnji poklopci se prvo sklapaju, a zatim veći vanjski poklopci. Preklopne ploče guraju ove zaklopke u ravnu konfiguraciju koja se preklapa. Vrijeme se mjeri u dijelovima sekunde-sklopive ploče se izvlače, drže zakrilce u položaju i uvlače se u koordinisanom nizu koji je vremenski usklađen sa brzinom ciklusa mašine.

Prema tehničkoj dokumentaciji Instituta za proizvođače mašina za pakovanje, mehanizmi za preklapanje donjeg poklopca na modernim elektorima postižu ponovljivost položaja unutar ±1,5 mm u proizvodnim serijama koje prelaze 10.000 ciklusa. Ovaj nivo konzistencije je teško postići ručno i direktno utiče na strukturalni integritet zapečaćenog dna.

Korak 4: Zaptivanje dna

Kada su donji poklopci presavijeni, moraju se učvrstiti. Postoje dvije dominantne metode zaptivanja, a izbor utiče i na dizajn mašine i na operativne troškove.

Traka{0}}osjetljiva na pritisak je češća metoda za aplikacije opće{1}} Glava trake raspoređuje unaprijed određenu dužinu trake, reže je i pritiska na središnji šav donjih preklopa. Mehanizam za nanošenje trake mora primijeniti dosljedan pritisak kako bi se osiguralo prianjanje, što je posebno važno kada se radi na nižim temperaturama okoline gdje se učinak ljepila može pogoršati.

Hot{0}}Ljepilo za topljenje (HMA) koristi vruće ljepilo koje se stavlja na preklopne površine prije nego što se pritisnu zajedno. Dakle, HMA čini čvršću vezu od trake. I bolje je za teške ili izvozne pošiljke gdje se kutije mogu grubo rukovati. Nedostatak je veća složenost mašine. Dakle, mašini je potreban rezervoar za ljepilo, grijana crijeva i mlaznice za ljepilo koje je potrebno redovno čistiti.

Potpuno automatska mašina za podizanje kutija sa{0}}toplim zaptivačem obično dodaje 15 do 20 posto na cijenu mašine. Ali smanjuje cijenu trake po kutiji za oko 40 do 60 posto tokom tri godine korištenja. Ovi podaci dolaze iz analize propusnosti u časopisu Journal of Packaging Technology and Research.

Korak 5: Pražnjenje i prijenos kutije

Nova kutija ostavlja montažu na istovarnom transporteru. Dakle, potez mora biti dovoljno blag da ne povrijedi svježu foku. Ali takođe mora biti dovoljno jak da skine kutiju sa mašine.

Transporteri za pražnjenje obično imaju bočne vodilice kako bi kutija bila centrirana dok se kreće. Stoga se ove vodilice mogu podesiti da odgovaraju različitim širinama kutije. Kod viših-mašina, visina pražnjenja se također može promijeniti. Tada može odgovarati visini uvlačenja drugih mašina nakon njega, kao što su zaptivači kutija, kontrolne vage ili robotski utovarivači.

Neki sistemi integriraju funkciju "kvadriranja kutije" na mjestu pražnjenja. Pneumatske ili servo{1}}ploče primjenjuju trenutni pritisak na strane kutije, osiguravajući da je donja brtva potpuno postavljena i da je geometrija kutije kvadratna prije nego što nastavi do stanice za punjenje.

Arhitektura upravljačkog sistema

Gore opisane mašinske korake pokreće kontrolni sistem koji čini da sve funkcioniše zajedno. U središtu je programibilni logički kontroler (PLC). Dakle, PLC kontrolira vrijeme svakog dijela - vakuumskih ventila, preklopnih ploča, zaptivnih glava i pogona transportera.

Ekran operatera je obično HMI sa ekranom osjetljivim na dodir (Human-Machine Interface) postavljen na dobroj visini za radnika. Preko ovog ekrana, radnik može:

Izaberite neki od spremljenih recepata za kutije (veličina, tip preklopa, postavke zaptivanja)

Pratite broj proizvodnje i status mašine

Pogledajte informacije o grešci kada se problem desi

Promijenite brzinu transportera i vrijeme zadržavanja zaptivanja

Industrial Automation Review je primetio da noviji sistemi za kontrolu montaže sada imaju više konekcija za industrijski internet stvari (IIoT). Dakle, proizvodni podaci - broj ciklusa, evidencija grešaka, temperatura zaptivke - mogu se poslati u sisteme za izvršenje proizvodnje (MES) za praćenje uživo.

Uobičajene tačke neuspjeha

Poznavati kako mašina radi znači i znati gdje ona ima tendenciju da pokvari. Sljedeći su najčešći načini kvarova, izvučeni iz izvještaja o održavanju industrije:

Kada je potpuno automatska mašina za podizanje kutija pravi izbor

Nije svaka operacija potrebna potpuna automatizacija. Ekonomsko obrazloženje obično postaje uvjerljivo kada ručno formiranje kutije zahtijeva više od jedne-ekvivalentne pozicije (FTE) ili kada nedosljednost u kvalitetu kutije uzrokuje probleme s pakovanjem.

Potpuno automatska mašina za podizanje kutija je veoma korisna na mestima gde:

Dnevno koristite više od 500 do 800 kutija. Tada ručno oblikovanje košta mnogo rada.

Veličine kutija se ne mijenjaju često. Tako mašina može raditi dugo vremena bez mnogo promjena.

Težina proizvoda ili veličina kutije otežava ručno rukovanje tijelima radnika.

Proizvodnoj liniji su kutije potrebne u stalnom vremenu koje ručno oblikovanje ne može uvijek dati.

Za velike{0}}miješane, male-operacije gdje se veličine kutija mijenjaju više puta po smjeni, vrijeme promjene potrebno za rekonfiguraciju montaže može poništiti uštedu rada. U tim slučajevima, poluautomatski montažni uređaj ili ručno oblikovanje pomoću uboda može biti praktičniji izbor.

Zahtjevi za održavanje

Kao i svaki električni i mehanički sistem, za podizanje kutija potrebna je planirana njega da bi nastavio da radi dobro. Intervali nege su obično jednostavni. I to mogu obaviti vaši vlastiti radnici za održavanje sa osnovnom mehaničkom i električnom obukom.

Svakodnevni zadaci uključuju čišćenje kartonske prašine iz područja za hranjenje, provjeru vakuumskih čašica na suze i osiguravanje dostupnosti trake ili ljepila.

Sedmični zadaci uključuju provjeru filtera za zrak (za modele na zračni{0}}pogon), podmazivanje vodilica kako kaže proizvođač i provjeru poravnanja sklopivih ploča.

Tromjesečni zadaci uključuju provjeru funkcije grijača na vrućim-sistemima, provjeru napetosti transportne trake i pregled evidencije grešaka PLC-a za pojavu obrazaca koji mogu ukazivati ​​na problem u razvoju.

Journal of Packaging Technology and Research objavio je studiju koja ukazuje na to da održavanje kutija za podizanje koje se obavlja prema preporučenom rasporedu smanjuje neplanirane zastoje za otprilike 65 posto tokom 24-mjesečnog operativnog perioda.

Integracija sa dodatnom opremom

Postavljanje kutija ne radi izolovano. U tipičnoj automatizovanoj liniji za pakovanje, elektor se ispušta na transporter koji nosi otvorenu kutiju do stanice za utovar. Punjenje može biti ručno (operater stavlja proizvode u kutiju) ili automatizirano (robotska ćelija ili sistem za ispuštanje{2}}puna učitava kutiju).

Za automatizovano utovar, vremensko usklađivanje između izlaza za podizanje i sistema za utovar je veoma važno. Dakle, montažer mora davati kutije ujednačenim tempom. I sistem za utovar mora biti spreman da preuzme svaku kutiju bez gomilanja ili ostavljanja praznina. Ovo se obično radi pomoću mješavine svjetlosnih senzora i -mašinske{4}}komunikacije između PLC-a.

Kada specificirate potpuno automatsku mašinu za podizanje kutija za integrisanu liniju, potvrdite da su geometrija transportera za pražnjenje i kontrolna signalizacija kompatibilni sa opremom koja se nalazi ispod. Male razlike u širini transportera, visini pražnjenja ili komunikacijskom protokolu mogu pretvoriti jednostavnu integraciju u prilagođeni inženjering projekat.

Odabir prave konfiguracije

Postavljači kutija dostupni su u mnogim konfiguracijama. Proces odabira treba započeti s jasnim razumijevanjem tipova kutija i obima proizvodnje koji su uključeni.

Ključni parametri odabira uključuju:

Raspon veličina kutije: Minimalne i maksimalne dimenzije praznine sa kojima mašina mora da rukuje

Brzina proizvodnje: maksimalni zahtjevi za kutije-u- minuti

Metoda zaptivanja: traka u odnosu na{0}}topli ljepilo, na osnovu okruženja distribucije i ciljanih troškova

Kapacitet spremnika: koliko prazna mjesta se može napuniti odjednom (utječe na učestalost dopunjavanja operatera)

Metoda promjene: ručno podešavanje u odnosu na-manje brzu-promjenu alata (utiče na fleksibilnost za više-SKU operacija)

Potpuno automatska mašina za podizanje kutija sa servo{0}}podešavanjem može smanjiti vrijeme promjene sa 20 na 30 minuta (ručno) na manje od 5 minuta, prema referentnim vrijednostima koje je objavila baza podataka PMMI industrijskih standarda. Za operacije koje rade na više veličina kutija po smjeni, ova sposobnost može biti primarni pokretač vrijednosti opreme.

FAQ

Može li jedan montažer podnijeti više veličina kutija?
Da, većina potpuno automatskih modela je podesiva. Opseg podešavanja varira od mašine. Neki pokrivaju uski raspon (npr. samo male i srednje kutije); drugi pokrivaju širok raspon (npr. 6×4×4 inča do 24×16×16 inča). Promjena može biti ručna ili servo{13}potpomognuta ovisno o modelu.

Šta se dešava ako se blanko zaglavi tokom proizvodnje?
Mašina se zaustavlja i prikazuje grešku na HMI ekranu. Zatim radnik uklanja zastoj, vadi sve oštećene praznine i ponovo pokreće ciklus. Ako se ometanje često dešava, onda to znači problem sa podešavanjem. To može biti napetost spremnika, kvalitet praznine ili nivo vlažnosti. Dakle, trebali biste to popraviti da se to više ne dogodi.

Je li vruće{0}}brtvljenje vrijedno dodatnih troškova?
Za teške proizvode ili teške uslove isporuke, da. Hot{1}}toplivo stvara vezu koja se ne otvara pod stresom tako lako kao traka. Ali za lagane proizvode u postavkama kontrolirane isporuke obično je dovoljna traka. A traka košta manje na početku.

Koliko prostora je potrebno za podizanje?
Tipični potpuno automatski uređaj za podizanje zauzima otprilike 6 do 10 stopa dužine transportne trake i 3 do 5 stopa širine, ovisno o modelu. Omogućite dodatni prostor za pristup operateru i punjenje magazina.

Može li se elektor pomjeriti ili rekonfigurirati nakon instalacije?
Da, ali to zahtijeva planiranje. Mašina je pričvršćena vijcima na pod, spojena na električne i (u nekim slučajevima) dovode komprimiranog zraka. Premještanje je izvodljivo, ali uključuje električno isključenje, mehaničko rastavljanje i ponovno{2}}puštanje u rad na novoj lokaciji.

Zaključak

Potpuno automatska mašina za podizanje kutija zamjenjuje ponavljajući, fizički zahtjevan ručni zadatak s ponovljivim automatiziranim nizom. Korak{1}}po{2}}proces-utovara časopisa, razdvajanja praznina, prijenosa i otvaranja, preklapanja preklopa, zatvaranja dna i pražnjenja-zaslanja se na precizno mehaničko mjerenje vremena i fiziku vakuuma koji rade zajedno. Kada je specificirana i pravilno održavana, oprema pruža dosljedan kvalitet kutije sa brzinama protoka kojima se ručno oblikovanje ne može mjeriti.

Odluka da se automatizuje montaža kutija je u konačnici pitanje volumena, zahtjeva konzistentnosti i cijene rada. Za operacije koje su se pomaknule dalje od obima u kojima ima smisla ručno oblikovanje, elektor je temeljni dio automatizacije pakovanja-koji se plaća ne samo uštedom radne snage, već i eliminacijom varijabilnosti koja dolazi s ljudskim umorom.

Izvori:

Institut proizvođača mašina za pakovanje - Tehnički standardi i operativne smjernice za opremu za postavljanje kućišta.

Journal of Packaging Technology and Research - Analiza propusnosti i studije poređenja troškova metoda zaptivanja.

Pregled industrijske automatizacije - Arhitektura kontrolnog sistema i IIoT integracija u mašine za pakovanje.

International Journal of Advanced Manufacturing Technology - Analiza načina kvara prazne separacije u-sistemima za montažu velike brzine.

PMMI baza podataka industrijskih standarda - Referentne vrijednosti vremena promjene za podesivu opremu za postavljanje kućišta.