Jokainen, joka on koskaan taittanut manuaalisesti 200 laatikkoa vuorossa, tietää fyysisen veron. Kyynärvarret palavat, pahvipöly täyttää ilman ja vauhti hidastuu luonnollisesti viimeisen tunnin aikana. Tämä manuaalinen prosessi ei ole enää kestävä toimintojen osalta, jotka kuljettavat merkittävän päivittäisen määrän. Siellä on Fullyautomaattinen laatikon pystytyskoneastuu kuvaan. Se ottaa litteät, kolatut-pahviaihiot ja muuttaa ne avoimina, pohja{2}}suljetuiksi laatikoiksi, jotka ovat valmiita vastaanottamaan tuotteen-ilman, että ihmiskäsi koskettaa pahvia.
Ymmärtämällä tarkalleen, miten tämä tapahtuu, askel askeleelta on merkitystä, jos arvioit laitteita tai yrität ratkaista olemassa olevan linjan vianetsintää. Mekaniikka on periaatteessa yksinkertaista, mutta siihen sisältyy tarkka ajoitus, tyhjiöfysiikka ja mekaaninen synkronointi, joka palkitsee lähemmän tarkastelun.
Mitä kone todella tekee
Ennen kuin käyt läpi vaiheittaisen--vaiheen, se auttaa määrittelemään työn laajuuden. Laatikon pystytyskone tekee kolme asiaa: se erottaa yhden litteän aihion pinosta, taittaa aihion suorakaiteen muotoiseksi ja sulkee pohjaläpät. Siinä on koko työ. Arvo on siinä, että se tehdään tasaisella nopeudella-tyypillisesti 5–30 laatikkoa minuutissa mallista riippuen-ilman laadun vaihtelua.
Täysautomaattiset versiot käsittelevät koko syklin itsenäisesti. Kuljettaja lataa pinon litteitä aihioita makasiiniin, kone ottaa vallan sieltä. Puoli-automaattiset versiot edellyttävät, että käyttäjä asettaa jokaisen aihion manuaalisesti muodostusasentoon; kone suorittaa sitten taittamisen ja sulkemisen.
Vaihe 1: Aikakauslehden lataaminen ja tyhjien erottelu
Prosessi alkaa lehden-pystysuoralla suppilolla, johon mahtuu pino litteitä pahviaihioita. Pinon korkeus vaihtelee rakenteen mukaan, mutta yleensä siihen mahtuu 50–150 aihiota kerralla levyn paksuudesta ja koneen koosta riippuen.
Erotusmekanismi on ensimmäinen paikka, jossa asiat voivat mennä pieleen, joten se ansaitsee huomion. Useimmat koneet käyttävät jompaakumpaa kahdesta lähestymistavasta:
Kitka{0}}syötön erotus käyttää pyörivää hihnaa tai rullaa, joka koskettaa pinon pohja-aihiota. Kitka vetää pohjaaihiota eteenpäin, kun taas pidikevarsi pitää jäljellä olevan pinon paikoillaan. Tämä menetelmä toimii hyvin tavalliselle aaltopahville ennustettavalla painoalueella.
Imu{0}}pohjainen erotus käyttää tyhjiökuppeja pinon yläaihioon tarttumiseen ja sen nostamiseen pois pinosta. Toissijainen ilmapuhallus tai mekaaninen sormi erottaa sitten yksittäisen aihion kaikista vierekkäisistä arkeista, jotka ovat saattaneet kiinnittyä toisiinsa. Tämä menetelmä käsittelee laajemman valikoiman levyn painoja ja pintaolosuhteita.
Asiayhteyden vuoksi International Journal of Advanced Manufacturing Technology on dokumentoinut, että tyhjien erottelujen osuus on noin 23 % kaikista nopeissa asennusjärjestelmissä tapahtuvista tukostapauksista, ja kosteuden{2}}aiheuttama levyn tarttuminen on tärkein tekijä.
Vaihe 2: Tyhjä siirto ja ensimmäinen avaaminen
Erottamisen jälkeen aihio on siirrettävä makasiinista muodostusosaan. Tässä siirrossa kone alkaa "avaa" laatikkoa.
Jatkuvassa-liikekoneessa aihiota kuljetetaan eteenpäin liikkuvalla hihnalla tai ketjulla{1}}ajettavalla vaunulla, samalla kun muodostuvat tangot ja ohjaimet työntävät sivuläpät asteittain ulospäin. Aihio ei koskaan lakkaa liikkumasta tämän vaiheen aikana.
Jaksottaisessa{0}}liikekoneessa aihio saapuu paikallaan olevaan muodostusasentoon. Kone pysäyttää aihion tällä asemalla, kun muodostusmekanismi suorittaa avausjakson, ja siirtää sen sitten seuraavalle asemalle.
Itse avaaminen saadaan aikaan tyhjiökuppien ja mekaanisten taittovarsien yhdistelmällä. Tyhjiökupit kiinnittyvät tiettyihin aihion paneeleihin ja irrottavat ne muodostaen alkuperäisen laatikon muodon. Mekaaniset ohjaimet pitävät sitten laatikon osittain avatussa tilassa, kun pohjaläpät on asetettu taitettaviksi.
Vaihe 3: Alaläpän taittaminen
Kun laatikko on osittain auki, pohjaläpät on taitettava paikoilleen tiivistämistä varten. Tämä on puhtaasti mekaaninen sekvenssi, jota tyypillisesti ohjaavat nokka-käyttöiset taittolevyt tai servo-taittovarret.
Sarjalla on väliä. Tavallisessa RSC-säiliössä pienet sisäläpät taittuvat ensin sisään ja sen jälkeen suuremmat ulkoläpät. Taittolevyt työntävät nämä läpät tasaiseen, limittäiseen kokoonpanoon. Ajoitus mitataan sekunnin murto-osissa,{3}}taittolevyt ulottuvat ulos, pitävät läpät paikoillaan ja vetäytyvät sisään koordinoidussa järjestyksessä, joka on ajastettu koneen kierrosnopeuden mukaan.
Packaging Machinery Manufacturers Instituten teknisen dokumentaation mukaan nykyaikaisten pystytyslaitteiden pohjaläpän taittomekanismit saavuttavat sijainnin toistettavuuden ±1,5 mm:n rajoissa yli 10 000 tuotantojakson aikana. Tätä konsistenssitasoa on vaikea saavuttaa manuaalisesti, ja se vaikuttaa suoraan suljetun pohjan rakenteelliseen eheyteen.
Vaihe 4: Pohjan tiivistys
Kun alaläpät on taitettu tasaiseksi, ne on kiinnitettävä. Vallitsevia tiivistysmenetelmiä on kaksi, ja valinta vaikuttaa sekä koneen suunnitteluun että käyttökustannuksiin.
Paine Teippipää annostelee ennalta määrätyn pituisen teipin, leikkaa sen ja painaa sen pohjaläppien keskisaumaan. Teipin kiinnitysmekanismin on käytettävä tasaista painetta tarttuvuuden varmistamiseksi, mikä on erityisen tärkeää käytettäessä viileämmässä ympäristössä, jossa liiman suorituskyky voi heiketä.
Hot{0}}melt adhesive (HMA) käyttää kuumaliimaa, joka levitetään läppäpinnoille ennen kuin ne puristetaan yhteen. Joten HMA muodostaa vahvemman sidoksen kuin teippi. Ja se on parempi raskaille tai vientilähetyksille, joissa laatikoita voi käsitellä vaikeasti. Huono puoli on koneen monimutkaisuus. Joten kone tarvitsee liimasäiliön, lämmitetyt letkut ja liimasuuttimet, jotka tarvitsevat säännöllistä puhdistusta.
Täysautomaattinen laatikkoasennuskone, jossa on kuuma-sulatetiiviste, lisää yleensä 15–20 prosenttia koneen kustannuksista. Mutta se alentaa teipin kustannuksia laatikkoa kohden noin 40-60 prosenttia kolmen vuoden käytön aikana. Nämä tiedot ovat peräisin Journal of Packaging Technology and Researchin läpimenoanalyysistä.
Vaihe 5: Laatikon purkaminen ja siirto
Uusi laatikko jättää pystyttimen poistokuljettimelle. Liikkeen on siis oltava riittävän hellävarainen, jotta se ei vahingoita tuoretta sinettiä. Mutta sen on myös oltava riittävän vahva, jotta laatikko saadaan pois koneesta.
Poistokuljettimissa on yleensä sivuohjaimet, jotka pitävät laatikon keskellä sen liikkuessa. Joten nämä ohjaimet voidaan säätää sopimaan eri laatikoiden leveyksiin. Korkeamman luokan-koneissa poistokorkeutta voidaan myös muuttaa. Sitten se voi vastata muiden koneiden syöttökorkeutta sen jälkeen, kuten kotelotiivistyskoneet, tarkastusvaaka tai robottikuormaaja.
Jotkut järjestelmät integroivat "laatikon neliöinti" -toiminnon purkupisteeseen. Pneumaattiset tai servokäyttöiset-levyt kohdistavat hetkellisen paineen laatikon sivuille varmistaen, että pohjatiiviste on täysin paikoillaan ja laatikon geometria on suorakulmainen ennen kuin se etenee täyttöasemalle.
Ohjausjärjestelmän arkkitehtuuri
Yllä kuvatut koneen vaiheet suoritetaan ohjausjärjestelmällä, joka saa kaiken toimimaan yhdessä. Keskellä on ohjelmoitava logiikkaohjain (PLC). Joten PLC ohjaa kunkin osan - tyhjiöventtiilien, taittolevyjen, tiivistyspäiden ja kuljetinkäyttöjen ajoitusta.
Käyttäjän näyttö on yleensä kosketusnäytöllinen HMI (Human{0}}Machine Interface), joka on sijoitettu hyvälle korkeudelle työntekijää varten. Tämän näytön kautta työntekijä voi:
Valitse tallennetuista laatikkoresepteistä (koko, läpän tyyppi, sulkemisasetukset)
Katso tuotantomäärä ja koneen tila
Katso vikatiedot, kun ongelma ilmenee
Muuta kuljettimen nopeutta ja tiivistyksen pitoaikaa
Industrial Automation Review on todennut, että uudemmissa erector-ohjausjärjestelmissä on nyt enemmän Industrial Internet of Things (IIoT) -yhteyksiä. Joten tuotantotiedot - syklien määrät, vikalokit, tiivisteen lämpötila - voidaan lähettää tuotannon suoritusjärjestelmiin (MES) reaaliaikaista seurantaa varten.
Yhteiset epäonnistumiskohdat
Koneen toiminnan tunteminen tarkoittaa myös sen tietämistä, missä se yleensä epäonnistuu. Seuraavat ovat yleisimmät vikatilat, jotka on otettu alan huoltoraporteista:
| Epäonnistumispiste | Tyypillinen syy | Lieventäminen |
|---|---|---|
| Tyhjä erotustukos | Staattiset{0}}paakkuuntuneet levyt; väärä lipaskireys | Kosteuden hallinta; säädä pidikkeen jousen kireys |
| Epätäydellinen läpän taitto | Kuluneet taittolevyt; väärä ajoitusasetus | Vaihda kuluneet osat; kalibroi nokan ajoitus uudelleen |
| Heikko pohjatiiviste | Matala nauhan kireys; riittämätön HMA-lämpötila | Tarkista nauhan pään paine; tarkista liimasäiliön lämpötila |
| Tyhjiöpudotus-pois | Tukkeutunut tyhjiökuppisuodatin; halkeileva kuppi | Vaihda kupit huoltoaikataulun mukaisesti; puhdista suodattimet viikoittain |
| Laatikon suuntausvirhe purkamisen yhteydessä | Kuluneet sivuohjaimet; kuljetinhihnan seurannan ajautuminen | Vaihda ohjausholkit; säädä hihnan seurantaa |
Kun täysautomaattinen laatikkoasennuskone on oikea valinta
Kaikki toiminnot eivät vaadi täyttä automaatiota. Taloudellisista syistä tulee yleensä pakottavia, kun manuaalinen laatikonmuodostus kuluttaa enemmän kuin yhden täys-aikaekvivalenttipaikan (FTE) tai kun laatikon laadun epäjohdonmukaisuus aiheuttaa loppupään pakkausongelmia.
Täysautomaattinen laatikon pystytyskone on erittäin hyödyllinen paikoissa, joissa:
Käytät yli 500-800 laatikkoa päivässä. Silloin käsinmuovaus maksaa paljon työtä.
Laatikon koot eivät usein muutu. Joten kone voi toimia pitkään ilman monia vaihtoja.
Tuotteen paino tai laatikon koko vaikeuttaa manuaalista käsittelyä työntekijöiden keholle.
Tuotantolinja tarvitsee laatikoita tasaisin väliajoin, jota käsinmuovaus ei aina pysty antamaan.
Suuri{0}}sekoitus, pieni-volyymitoiminnoissa, joissa laatikoiden koot muuttuvat useita kertoja vuorossa, pystyttimen uudelleenmäärittämiseen tarvittava vaihtoaika voi mitätöidä työvoiman säästöjä. Tällaisissa tapauksissa puoliautomaattinen pystytys tai manuaalinen muotoilu jigeillä voi olla käytännöllisempi valinta.
Huoltovaatimukset
Kuten kaikki sähköiset ja mekaaniset järjestelmät, myös laatikon pystyttäjä tarvitsee määräaikaista hoitoa toimiakseen hyvin. Hoitovälit ovat yleensä yksinkertaiset. Ja ne voivat tehdä omat huoltotyöntekijäsi, joilla on peruskoulutus mekaanista ja sähköistä.
Päivittäisiin tehtäviin kuuluu pahvipölyn poistaminen syöttöalueelta, tyhjiökuppien repeytymisen tarkistaminen ja teipin tai liiman saatavuuden varmistaminen.
Viikoittaisiin tehtäviin kuuluu ilmansuodattimen tarkistus (ilmakäyttöisissä{0}}malleissa), ohjauskiskojen öljyäminen valmistajan ohjeiden mukaan ja taittolevyn kohdistuksen tarkistaminen.
Neljännesvuosittaisiin tehtäviin kuuluu lämmitysnauhan toiminnan tarkistaminen sulatejärjestelmissä, kuljetinhihnan kireyden tarkistaminen ja PLC-vikalokien tarkasteleminen uusien kuvioiden varalta, jotka voivat viitata kehittyvään ongelmaan.
Journal of Packaging Technology and Research julkaisi tutkimuksen, jonka mukaan laatikon pystyttimen huolto suositellun aikataulun mukaisesti vähentää odottamattomia seisokkeja noin 65 prosenttia 24 kuukauden käyttöjakson aikana.
Integrointi loppupään laitteisiin
Laatikon pystytin ei toimi eristyksissä. Tyypillisessä automatisoidussa pakkauslinjassa pystytin purkaa kuljettimelle, joka kuljettaa avoimen laatikon lastausasemalle. Lataus voi olla manuaalista (käyttäjä asettaa tuotteet laatikkoon) tai automaattista (robottisolu tai drop{2}}täyttöjärjestelmä lataa laatikon).
Automaattisen lastauksen kannalta erektorilähdön ja latausjärjestelmän välinen ajoitussovitus on erittäin tärkeä. Joten pystyttäjän on annettava laatikoita tasaiseen tahtiin. Ja lastausjärjestelmän on oltava valmis ottamaan jokainen laatikko kasaantumatta tai jättämättä aukkoja. Tämä tehdään yleensä käyttämällä valoantureita ja PLC:iden välistä -koneen-välistä tiedonsiirtoa.
Kun määrität täysautomaattista laatikkoasennuskonetta integroidulle linjalle, varmista, että poistokuljettimen geometria ja ohjaussignaalit ovat yhteensopivia loppupään laitteiden kanssa. Pienet erot kuljettimen leveydessä, poistokorkeudessa tai tiedonsiirtoprotokollassa voivat tehdä integroinnin yksinkertaiseksi räätälöityyn suunnitteluprojektiin.
Oikean kokoonpanon valitseminen
Laatikkoasennuslaitteita on saatavana useissa kokoonpanoissa. Valintaprosessin tulisi alkaa laatikkotyyppien ja tuotantomäärien selkeällä ymmärtämisellä.
Tärkeimmät valintaparametrit sisältävät:
Laatikon kokoalue: Aihion vähimmäis- ja enimmäismitat, jotka koneen on käsiteltävä
Tuotantonopeus: Huippulaatikoiden-per-minuuttivaatimus
Tiivistysmenetelmä: Teippi vs. sulateliima{0}}jakeluympäristön ja kustannustavoitteiden perusteella
Makasiinin kapasiteetti: Kuinka monta aihiota voidaan ladata kerralla (vaikuttaa käyttäjän täyttötiheyteen)
Vaihtotapa: Manuaalinen säätö vs. työkalun -vähemmän nopea-muutos (vaikuttaa useiden -SKU-toimintojen joustavuuteen)
Täysautomaattinen laatikon pystytyskone, jossa on servo{0}}säädettävyys, voi lyhentää vaihtoaikaa 20 minuutista 30 minuuttiin (manuaalinen) alle 5 minuuttiin PMMI Industry Standards Databasen julkaisemien vertailuarvojen mukaan. Toiminnoissa, joissa käytetään useita laatikkokokoja vuoroa kohden, tämä ominaisuus voi olla laitteiden arvon ensisijainen tekijä.
FAQ
Voiko yksi asentaja käsitellä useita laatikoita?
Kyllä, useimmat täysin automaattiset mallit ovat säädettäviä. Säätöalue vaihtelee koneittain. Jotkut kattavat suppean valikoiman (esim. vain pienet ja keskikokoiset laatikot); toiset kattavat laajan alueen (esim. 6 × 4 × 4 tuumaa - 24 × 16 × 16 tuumaa). Vaihto voi olla manuaalinen tai{13}}servoavusteinen mallista riippuen.
Mitä tapahtuu, jos aihio jumiutuu tuotannon aikana?
Kone pysähtyy ja näyttää vian käyttöliittymän näytössä. Tämän jälkeen työntekijä poistaa tukoksen, poistaa vaurioituneet aihiot ja käynnistää syklin uudelleen. Jos tukoksia tapahtuu usein, se tarkoittaa asennusongelmaa. Tämä voi olla lipun kireys, aihion laatu tai kosteustaso. Joten sinun pitäisi korjata se, jotta se ei toistu.
Onko kuumasulatus{0}}lisäkulujen arvoinen?
Raskaille tuotteille tai ankarille toimitusolosuhteille kyllä. Kuuma-sula muodostaa sidoksen, joka ei avaudu rasituksessa yhtä helposti kuin teippi. Mutta kevyille tuotteille kontrolloiduissa toimitusasetuksissa teippi riittää yleensä. Ja teippi maksaa aluksi vähemmän.
Kuinka paljon lattiatilaa pystyttäjä tarvitsee?
Tyypillinen täysautomaattinen pystyttäjä vie noin 6-10 jalkaa kuljettimen pituudesta ja 3-5 jalkaa leveydestä riippuen mallista. Jätä lisää tilaa kuljettajalle ja makasiinin lataamiselle.
Voidaanko erektoria siirtää tai konfiguroida uudelleen asennuksen jälkeen?
Kyllä, mutta se vaatii suunnittelua. Kone on pultattu lattiaan, kytketty sähkö- ja (joissakin tapauksissa) paineilmansyöttöön. Sen siirtäminen on mahdollista, mutta se edellyttää sähkökatkaisua, mekaanista purkamista ja uudelleen{2}}käyttöönottoa uudessa paikassa.
Johtopäätös
Täysautomaattinen laatikon pystytyskone korvaa toistuvan, fyysisesti vaativan manuaalisen tehtävän toistettavalla automatisoidulla jaksolla. Vaiheittainen--prosessi-lehden lataaminen, aihioiden erottaminen, siirto ja avaaminen, läpän taittaminen, pohjan sulkeminen ja purkaminen- perustuu täsmälliseen mekaaniseen ajoitukseen ja tyhjiöfysiikkaan, jotka toimivat yhdessä. Oikein määriteltynä ja huollettuna laitteet tarjoavat tasaisen laatikon laadun suoritusnopeuksilla, joita manuaalinen muotoilu ei pysty vastaamaan.
Päätös automatisoida laatikon pystytys on viime kädessä kysymys tilavuudesta, johdonmukaisuusvaatimuksista ja työvoimakustannuksista. Toiminnoissa, jotka ovat ylittäneet manuaalisen muovauksen järkevän mittakaavan, erektor on pakkausautomaation perusta{1}}, joka maksaa itsensä takaisin paitsi työvoiman säästöinä myös ihmisen väsymyksen aiheuttaman vaihtelun poistamisena.
Lähteet:
Packaging Machinery Manufacturers Institute - Tekniset standardit ja toimintaohjeet kotelon pystytyslaitteistoille.
Journal of Packaging Technology and Research - Läpivirtausanalyysin ja sulkemismenetelmien kustannusten vertailututkimukset.
Industrial Automation Review - Ohjausjärjestelmän arkkitehtuuri ja IIoT-integraatio pakkauskoneissa.
International Journal of Advanced Manufacturing Technology - Tyhjän erotusvirhetilan analyysi-nopeissa asennusjärjestelmissä.
PMMI Industry Standards Database - Vaihtoajan vertailuarvot säädettävälle kotelon pystytyslaitteistolle.