Kako avtomatski stroj za dvigovanje škatle deluje korak za korakom?

Vsakdo, ki je kdaj ročno zložil 200 škatel v izmeni, pozna fizični davek. Podlakti gorijo, kartonski prah napolni zrak in tempo se naravno upočasni do zadnje ure. Za operacije, ki pošiljajo velik dnevni obseg, ta ročni postopek ni več vzdržen. Tam je Fullyavtomatski stroj za postavitev škatlevstopi v sliko. Vzame ravne, podrte-kartonske surovce in jih spremeni v odprte, spodnje-zaprte škatle, pripravljene za sprejem izdelka-in vse to, ne da bi se človeška roka dotaknila kartona.

Natančno razumevanje, kako se to zgodi, korak za korakom, je pomembno, če ocenjujete opremo ali poskušate odpraviti težave z obstoječo linijo. Mehanika je načeloma enostavna, vendar vključuje natančen čas, fiziko vakuuma in mehansko sinhronizacijo, ki nagrajuje podrobnejši pogled.

Kaj stroj dejansko počne

Preden se sprehodite skozi-za-zaporedje korakov, pomaga določiti obseg dela. Naprava za postavitev škatle naredi tri stvari: loči en ploščat surovec od sklada, ga zloži v pravokotno obliko in zapre spodnje lopute. To je celotno delo. Vrednost je v tem, da to počnete z dosledno hitrostjo-običajno 5 do 30 škatel na minuto, odvisno od modela-brez sprememb v kakovosti.

Popolnoma samodejne različice samostojno upravljajo celoten cikel. Operater naloži sveženj ploščatih surovcev v nabojnik, od tam naprej prevzame stroj. Pol-avtomatske različice zahtevajo, da operater ročno postavi vsak surovec v položaj za oblikovanje; stroj nato dokonča zlaganje in zapiranje.

1. korak: Nalaganje nabojnika in ločevanje praznih delov

Postopek se začne z nabojnikom-navpičnim lijakom, v katerem je sveženj ploščatih kartonskih surovin. Višina sklada se razlikuje glede na obliko, vendar običajno sprejme od 50 do 150 surovcev naenkrat, odvisno od debeline plošče in velikosti stroja.

Ločevalni mehanizem je prvo mesto, kjer lahko gredo stvari narobe, zato si zasluži pozornost. Večina strojev uporablja enega od dveh pristopov:

Trenje{0}}ločevanje dovajanja uporablja vrteč se trak ali valj, ki se dotika spodnjega surovca ​​v skladovnici. Trenje potegne spodnji del naprej, medtem ko zadrževalna roka drži preostali kup na mestu. Ta metoda dobro deluje za standardne valovite lepenke v predvidljivem razponu teže.

Ločevanje-na osnovi sesanja uporablja vakuumske posode, da primejo zgornjo prazno ploščo v kupu in jo dvignejo stran od sklada. Sekundarni zračni sunek ali mehanski prst nato loči posamezen surovec od vseh sosednjih listov, ki so se morda zlepili. Ta metoda obravnava širši razpon teže plošč in površinskih pogojev.

Za kontekst je International Journal of Advanced Manufacturing Technology dokumentiral, da ločevanje slepih delov predstavlja približno 23 % vseh zastojev v sistemih za visoko-hitro postavljanje, pri čemer je oprijem plošč, ki ga povzroča-vlaga, glavni dejavnik.

2. korak: Prazen prenos in začetno odpiranje

Ko je surovec ločen, ga je treba prenesti iz nabojnika v oblikovalni del. Pri tem prenosu stroj začne "odpirati" škatlo.

V stroju z neprekinjenim-gibanjem se surovec premika naprej s premikajočim se jermenom ali verižnim-vozičem, medtem ko oblikovane palice in vodila postopoma potiskajo stranske lopute navzven. Prazen med to fazo se nikoli ne neha premikati.

Pri stroju s-prekinjenim gibanjem surovec prispe v stacionarni položaj za oblikovanje. Stroj začasno ustavi surovec na tej postaji, medtem ko oblikovalni mehanizem zaključi cikel odpiranja, nato pa ga premakne na naslednjo postajo.

Samo odpiranje je izvedeno s kombinacijo vakuumskih posod in mehanskih zložljivih ročic. Vakuumske skodelice se prilepijo na določene plošče surovca ​​in jih razmaknejo, kar ustvari začetno obliko škatle. Mehanska vodila nato držijo škatlo v delno odprtem stanju, medtem ko so spodnje lopute postavljene za zlaganje.

3. korak: Zlaganje spodnje lopute

Ko je škatla delno odprta, je treba spodnje lopute zložiti v položaj za tesnjenje. To je povsem mehansko zaporedje, ki ga običajno poganjajo zložljive plošče, ki jih poganja-odmični pogon, ali zložljive roke, ki jih poganja-servo.

Zaporedje je pomembno. Pri običajni posodi z režami (RSC) se najprej zložijo majhne notranje lopute, ki jim sledijo večje zunanje lopute. Zložljive plošče potisnejo te lopute v ravno, prekrivajočo se konfiguracijo. Čas se meri v delčkih sekunde-zložljive plošče se razširijo, zadržijo lopute v položaju in umaknejo v usklajenem zaporedju, ki je časovno usklajen s hitrostjo cikla stroja.

Glede na tehnično dokumentacijo Packaging Machinery Manufacturers Institute mehanizmi za zgibanje spodnje lopute na sodobnih erektorjih dosegajo ponovljivost položaja znotraj ±1,5 mm v proizvodnih serijah, ki presegajo 10.000 ciklov. To stopnjo konsistence je težko doseči ročno in neposredno vpliva na strukturno celovitost zaprtega dna.

4. korak: Tesnjenje dna

Ko so spodnje lopute zložene, jih je treba pritrditi. Obstajata dve prevladujoči metodi tesnjenja, izbira pa vpliva tako na zasnovo stroja kot na obratovalne stroške.

Na pritisk-občutljivi trak je pogostejši način-za splošno uporabo. Glava traku odmeri vnaprej določeno dolžino traku, ga odreže in pritisne na sredinski šiv spodnjih zavihkov. Mehanizem za nanašanje traku mora izvajati dosleden pritisk, da zagotovi oprijem, kar je še posebej pomembno pri delovanju pri nižjih temperaturah okolja, kjer se lahko učinkovitost lepila poslabša.

Talilno -lepilo (HMA) uporablja vroče lepilo, ki se nanese na površine zavihkov, preden jih stisnemo skupaj. Torej HMA ustvari močnejšo vez kot trak. Bolje je tudi za težke ali izvozne pošiljke, kjer se s škatlami lahko grobo ravna. Slaba stran je večja zapletenost stroja. Zato stroj potrebuje rezervoar za lepilo, ogrevane cevi in ​​šobe za lepilo, ki jih je treba redno čistiti.

Popolnoma samodejni stroj za postavitev škatle z vročim-varjenjem z vročim taljenjem običajno poveča stroške stroja za 15 do 20 odstotkov. Vendar zmanjša stroške traku na škatlo za približno 40 do 60 odstotkov v treh letih uporabe. Ti podatki izhajajo iz analize pretoka v Journal of Packaging Technology and Research.

5. korak: Praznjenje škatle in prenos

Nova škatla zapusti erektor na transportnem traku. Zato mora biti premik dovolj nežen, da ne poškodujete svežega tesnila. Mora pa biti tudi dovolj močan, da škatlo sname s stroja.

Izpustni transporterji imajo običajno stranska vodila, ki držijo škatlo na sredini med premikanjem. Ta vodila je torej mogoče prilagoditi različnim širinam škatle. Pri višjih-strojih je mogoče spremeniti tudi višino praznjenja. Nato se lahko ujema z višino podajanja drugih strojev za njim, kot so naprave za zapiranje zabojev, kontrolne tehtnice ali robotski nakladalniki.

Nekateri sistemi vključujejo funkcijo "box squaring" na mestu praznjenja. Pnevmatske ali servo -plošče izvajajo trenutni pritisk na stranice škatle, s čimer zagotovijo, da je spodnje tesnilo popolnoma nastavljeno in da je geometrija škatle kvadratna, preden se nadaljuje do polnilne postaje.

Arhitektura nadzornega sistema

Zgoraj opisane korake stroja vodi nadzorni sistem, ki poskrbi, da vse deluje skupaj. V središču je programabilni logični krmilnik (PLC). Tako PLC nadzoruje časovno razporeditev vsakega dela - vakuumskih ventilov, zložljivih plošč, tesnilnih glav in pogonov tekočih trakov.

Operaterski zaslon je običajno zaslon na dotik HMI (vmesnik človek-stroj), nameščen na primerni višini za delavca. Prek tega zaslona lahko delavec:

Izberite med shranjenimi recepti škatle (velikost, vrsta lopute, nastavitve tesnjenja)

Oglejte si število proizvodnje in stanje stroja

Oglejte si informacije o napaki, ko pride do težave

Spremenite hitrost tekočega traku in čas zadrževanja tesnjenja

Industrial Automation Review je ugotovil, da imajo novejši nadzorni sistemi erektorjev zdaj več povezav industrijskega interneta stvari (IIoT). Tako je mogoče podatke o proizvodnji - štetje ciklov, dnevnike napak, temperaturo tesnila - poslati v sisteme za izvajanje proizvodnje (MES) za spremljanje v živo.

Pogoste točke napak

Vedeti, kako stroj deluje, pomeni tudi vedeti, kje se nagiba k okvari. Sledijo najpogostejši načini okvar, vzeti iz industrijskih poročil o vzdrževanju:

Ko je popolnoma samodejni stroj za sestavljanje škatle prava izbira

Vsaka operacija ne potrebuje popolne avtomatizacije. Ekonomska utemeljitev običajno postane prepričljiva, ko ročno oblikovanje zabojev porabi več kot en-ekvivalent polnega delovnega časa (FTE) ali ko nedoslednost kakovosti zabojev povzroča težave pri pakiranju na koncu proizvodne verige.

Popolnoma avtomatski stroj za postavitev škatle je zelo uporaben tam, kjer:

Dnevno porabite več kot 500 do 800 škatel. Potem ročno oblikovanje stane veliko dela.

Velikosti škatel se ne spreminjajo pogosto. Tako lahko stroj deluje dolgo časa brez veliko menjav.

Teža izdelka ali velikost škatle delavcem otežuje ročno rokovanje.

Proizvodna linija potrebuje škatle v stalnem času, ki ga ročno oblikovanje ne more vedno zagotoviti.

Pri -postopkih z veliko-mešanostjo in majhnim-količinskim obsegom, kjer se velikosti škatel spremenijo večkrat na izmeno, lahko čas menjave, ki je potreben za ponovno konfiguracijo dvigovalnika, izniči prihranke pri delu. V teh primerih je lahko bolj praktična izbira polavtomatski dvigalnik ali ročno oblikovanje s šablonami.

Zahteve za vzdrževanje

Tako kot vsak električni in mehanski sistem, je treba tudi napravo za postavitev škatle redno vzdrževati, da še naprej dobro deluje. Intervali nege so običajno preprosti. Izvajajo jih lahko tudi vaši vzdrževalci z osnovnim strojniškim in električnim usposabljanjem.

Vsakodnevne naloge vključujejo čiščenje kartonskega prahu z območja podajanja, preverjanje vakuumskih skodelic za solze in zagotavljanje, da je trak ali lepilo na voljo.

Tedenska opravila vključujejo preverjanje zračnega filtra (za modele s-zračnim pogonom), mazanje vodilnih tirnic, kot pravi proizvajalec, in preverjanje poravnave zložljive plošče.

Četrtletne naloge vključujejo preverjanje delovanja grelnega pasu na sistemih za vroče taljenje, preverjanje napetosti tekočega traku in pregledovanje dnevnikov napak PLC za pojavljajoče se vzorce, ki lahko kažejo na razvijajočo se težavo.

Časopis Journal of Packaging Technology and Research je objavil študijo, ki kaže, da vzdrževanje zabojnikov, opravljeno po priporočenem urniku, zmanjša nenačrtovane izpade za približno 65 odstotkov v 24-mesečnem obdobju delovanja.

Integracija z nadaljnjo opremo

Montaža škatle ne deluje ločeno. V tipični avtomatizirani pakirni liniji se dvigalo izprazni na tekoči trak, ki nosi odprto škatlo do nakladalne postaje. Polnjenje je lahko ročno (operater položi izdelke v škatlo) ali avtomatizirano (robotska celica ali sistem za kap-polnjenje naloži škatlo).

Pri avtomatiziranem nakladanju je zelo pomembno časovno ujemanje med izhodom erektorja in nakladalnim sistemom. Zato mora postavljalec podajati škatle z enakomerno hitrostjo. In nakladalni sistem mora biti pripravljen sprejeti vsako škatlo, ne da bi se kopičila ali puščala vrzeli. To se običajno izvede z mešanico svetlobnih senzorjev in med-komunikacijo med-stroji med PLC-ji.

Ko določate popolnoma samodejni stroj za dvigovanje škatle za integrirano linijo, potrdite, da sta geometrija izpustnega transporterja in krmilna signalizacija združljivi z nadaljnjo opremo. Majhne razlike v širini tekočega traku, višini izpusta ali komunikacijskem protokolu lahko preprosto integracijo spremenijo v inženirski projekt po meri.

Izbira prave konfiguracije

Popravljalniki zabojev so na voljo v številnih konfiguracijah. Izbirni postopek se mora začeti z jasnim razumevanjem vrst škatel in obsega proizvodnje.

Ključni izbirni parametri vključujejo:

Razpon velikosti škatle: Najmanjše in največje dimenzije praznega materiala, ki jih mora prenesti stroj

Hitrost izdelave: največje število škatel-na-minuto

Metoda tesnjenja: trak v primerjavi z-talilnim lepilom, ki temelji na distribucijskem okolju in ciljnih stroških

Kapaciteta nabojnika: koliko praznih kosov je mogoče naložiti hkrati (vpliva na pogostost ponovnega polnjenja operaterja)

Metoda menjave: ročna prilagoditev v primerjavi z-manj hitro-menjavo orodja (vpliva na prilagodljivost za operacije z več-SKU)

Popolnoma samodejni stroj za dvigovanje škatle s servo-nastavljivostjo lahko skrajša čas preklopa z 20 na 30 minut (ročno) na manj kot 5 minut, glede na merila uspešnosti, ki jih je objavila baza industrijskih standardov PMMI. Za operacije, ki izvajajo več velikosti škatel na izmeno, je ta zmogljivost lahko glavni dejavnik vrednosti opreme.

pogosta vprašanja

Ali lahko en erektor upravlja več velikosti škatel?
Da, večina popolnoma samodejnih modelov je nastavljivih. Območje nastavitve se razlikuje glede na stroj. Nekateri pokrivajo ozek obseg (npr. samo majhne do srednje škatle); drugi pokrivajo širok razpon (npr. 6×4×4 palcev do 24×16×16 palcev). Preklop je lahko ročni ali-servo podprt, odvisno od modela.

Kaj se zgodi, če se prazen med proizvodnjo zatakne?
Stroj se ustavi in ​​prikaže napako na zaslonu HMI. Nato delavec odstrani zastoj, odstrani vse poškodovane surovce in ponovno zažene cikel. Če do motenj prihaja pogosto, pomeni težavo z nastavitvijo. To je lahko napetost nabojnika, kakovost praznega materiala ali raven vlažnosti. Zato bi morali to popraviti, da preprečite, da bi se ponovilo.

Je vroč{0}}tesnitev vredna dodatnih stroškov?
Za težke izdelke ali težke pogoje pošiljanja, da. Vroče-talilno lepilo ustvari vez, ki se pod obremenitvijo ne odpre tako zlahka kot trak. Toda za lahke izdelke v nastavitvah nadzorovane dostave običajno zadostuje trak. In trak na začetku stane manj.

Koliko prostora potrebuje montažer?
Tipičen popolnoma avtomatski dvigalnik zavzema približno 6 do 10 čevljev dolžine tekočega traku in 3 do 5 čevljev širine, odvisno od modela. Omogočite dodaten prostor za dostop operaterja in nalaganje nabojnika.

Ali je mogoče erektor po namestitvi premakniti ali na novo konfigurirati?
Da, vendar zahteva načrtovanje. Stroj je privit na tla, povezan z električnim in (v nekaterih primerih) dovodom stisnjenega zraka. Premestitev je izvedljiva, vendar vključuje električni odklop, mehansko demontažo in ponovni-zagon na novi lokaciji.

Zaključek

Popolnoma samodejni stroj za sestavljanje škatle nadomesti ponavljajoče se, fizično zahtevno ročno opravilo s ponovljivim avtomatiziranim zaporedjem. Postopno--postopek-nalaganja nabojnika, ločevanja surovcev, prenosa in odpiranja, zgibanja lopute, tesnjenja dna in praznjenja-se opira na natančno mehansko časovno razporeditev in vakuumsko fiziko, ki delujeta usklajeno. Če je oprema določena in pravilno vzdrževana, zagotavlja dosledno kakovost škatle pri pretočnih stopnjah, ki jih ročno oblikovanje ne more doseči.

Odločitev o avtomatizirani postavitvi škatle je v končni fazi vprašanje obsega, zahteve glede skladnosti in stroškov dela. Za postopke, ki so presegli obseg, kjer je ročno oblikovanje smiselno, je usmerjevalnik temeljni del avtomatizacije embalaže-, ki se povrne ne le s prihrankom dela, ampak tudi z odpravo variabilnosti, ki prihaja s človeško utrujenostjo.

Viri:

Packaging Machinery Manufacturers Institute - Tehnični standardi in operativne smernice za opremo za postavitev zabojev.

Journal of Packaging Technology and Research - Analiza pretoka in primerjava stroškov metode tesnjenja.

Industrial Automation Review - Arhitektura nadzornega sistema in integracija IIoT v stroje za pakiranje.

International Journal of Advanced Manufacturing Technology - Analiza načina odpovedi slepega ločevanja v sistemih za visoko-hitrost.

Podatkovna baza industrijskih standardov PMMI - Referenčna merila časa prehoda za nastavljivo opremo za postavljanje ohišij.