چگونه دستگاه ساخت جعبه همبرگر قدم به قدم کار می کند؟

وارد هر{0}آشپزخانه‌ای با غذای سریع شوید و جعبه تاشوی که زیر لامپ گرما قرار دارد، غیرقابل توجه به نظر می‌رسد. اما دقت لازم برای تولید آن-تا کردن، فشار دادن، و چسباندن یک کاغذ تخته مقوای مسطح در ظرفی-مقاوم در برابر گریس و مواد غذایی{4}}که شکل خود را تحت گرما و رطوبت حفظ می‌کند-هرچیزی ساده نیست. الفدستگاه ساخت جعبه همبرگرتمام این مراحل را به تنهایی انجام می دهد. بنابراین با سرعتی که تا کردن با دست نمی تواند مطابقت داشته باشد، یک برش صاف را به یک جعبه تمام شده تبدیل می کند.

دانستن هر مرحله به کارگران کمک می کند تا خروجی بیشتری داشته باشند، مشکلات را پیدا کنند و هنگام خرید ماشین آلات، انتخاب های بهتری داشته باشند.

ماشین با چه چیزی شروع می‌کند: The Die-Cut Blank

قبل از اینکه دستگاه حتی یک چرخه را اجرا کند، مواد اولیه باید آماده باشد. بنابراین ورودی یک کاغذ بریده شده خالی است. این یک ورق مسطح است که از قبل بریده شده و به شکل دقیق جعبه تمام شده نمره گذاری شده است. بیشتر جعبه‌های همبرگر از مقوای سفید یا کرافت با وزن 250 تا 400 گرم در متر مواد غذایی ساخته می‌شوند که معمولاً با لایه‌ای PE (پلی اتیلن) ​​یا روکش مقاوم در برابر گریس{6} بر روی سطح تماس- غذا اعمال می‌شود.

الگوی امتیاز دهی قبل از- (افزایش) بسیار مهم است. خطوط امتیاز دقیقاً محل تا شدن جای خالی را مشخص می کند. اگر عمق یا موقعیت امتیاز حتی اندکی پایین باشد، جعبه به دست آمده یا از گوشه قالب تا می‌شود و چین‌های قابل مشاهده باقی می‌ماند، یا در برابر تا شدن کاملاً مقاومت می‌کند و ایستگاه شکل‌دهی را مسدود می‌کند.

دستگاه نمی میرد سپس پشته‌های{4}}قطعات بریده شده برای تغذیه خودکار در مجله دستگاه بارگذاری می‌شوند.

مرحله 1: تغذیه و جداسازی خالی

این فرآیند از مجله شروع می شود، یک قیف انباشته که چند صد جای خالی را در یک زمان نگه می دارد. مکانیسم تغذیه خالی-معمولاً مکنده های خلاء روی بازوهای سروو-راینده-بالاترین قسمت خالی را از پشته بلند می کند و آن را به سمت مسیر حمل و نقل دستگاه پیش می برد.

جداسازی خالی از نظر مکانیکی حساس ترین قسمت این ایستگاه است. روکش های مجاور تمایل به چسبیدن دارند، به ویژه در محیط های مرطوب یا زمانی که پوشش ضد گریس انرژی سطح بالایی دارد. یک انفجار هوای ثانویه یا انگشت مکانیکی با شکستن هر گونه چسبندگی بین خالی برداشته شده و زیر، از تغذیه مضاعف- جلوگیری می کند.

سیستم‌های مبتنی بر سروو{0}}در دستگاه تولید جعبه همبرگر هر اندازه خالی را به عنوان دستور غذا ذخیره می‌کنند. هنگامی که اپراتور اندازه محصول را انتخاب می‌کند، طول حرکت مکانیسم تغذیه، زمان‌بندی و دنباله دریچه خلاء به طور خودکار تنظیم می‌شود-بدون نیاز به تنظیم مکانیکی دستی.

نرخ تغذیه در یک{0}ماشین تک خط معمولاً بین 50 تا 200 خالی در دقیقه بسته به هندسه جعبه اجرا می شود. جعبه‌های عمیق‌تر با توالی‌های چین پیچیده‌تر، کندتر کار می‌کنند. سینی های تک تکه-تکه سریعتر کار می کنند.

مرحله 2: قبل از{1}}فعال کردن تاشو و چین

قبل از اینکه قسمت خالی به ایستگاه چسب برسد، ریل های راهنما و صفحات تاشو در امتداد خطوط نمره گذاری شده شروع به خم شدن می کنند. بنابراین این ایستگاه قبل از{1} تاشو دو کار را انجام می دهد. ابتدا نیروی مورد نیاز در ایستگاه پرس قالب را بعداً کاهش می دهد. دوم، مطمئن می شود که قسمت خالی در موقعیت ثابت و قابل تکرار به ایستگاه چسب می آید.

در اکثر ماشین‌ها، این مرحله شامل راهنماهای تاشو ایستا-رمپ‌ها و کانال‌های منحنی است که قسمت خالی با سرعت انتقال از آن‌ها عبور می‌کند. همانطور که جای خالی به جلو می رود، پانل های کناری آن به تدریج در امتداد خطوط امتیاز به سمت بالا جمع می شوند. زمانی که از این ایستگاه خارج می‌شود، جعبه تا حدی سه‌بعدی-بعدی می‌شود: دیوارهای جانبی عمودی هستند، اما زبانه‌های گوشه و دریچه‌های پایه هنوز قفل نشده‌اند.

کیفیت قبل از {0}تا کردن تا حد زیادی به کیفیت امتیاز خالی بستگی دارد. نمره ای که خیلی کم عمق است برای فعال شدن نیاز به نیروی بیش از حد دارد و خطر پاره شدن خالی را به همراه دارد. امتیازی که بیش از حد عمیق است ممکن است باعث تا شدن زودرس قبل از رسیدن جای خالی در مسیر تغذیه شود.

مرحله 3: کاربرد چسب

در حالی که قسمت خالی در حالت نیمه تا شده خود قرار دارد، ایستگاه چسباندن چسب را به نواحی خاصی اعمال می کند که در هنگام فشار دادن چسبانده می شوند. برای بسته‌بندی مواد غذایی، چسب‌های مبتنی بر آب-تقریباً عموماً به جای چسب‌های حلال مورد استفاده قرار می‌گیرند-این چسب‌ها با مقررات مواد در تماس با مواد غذایی مطابقت دارند و در حین کار هیچ انتشار فراری ایجاد نمی‌کنند.

اپلیکاتور چسب معمولاً یک سیستم نازل یا غلتکی فعال شده با پنوماتیک است که الگوی دقیقی از چسب را روی زبانه‌های گوشه و نواحی همپوشانی پایه قرار می‌دهد. وزن چسب، عرض مهره و زمان اعمال همگی در دستور العمل PLC دستگاه پارامتری هستند. حجم نادرست چسب یکی از شایع ترین دلایل شکست جعبه ها است: چسب بسیار کم اتصالات ضعیفی ایجاد می کند که در هنگام استفاده باز می شوند. چسب بیش از حد به وضوح فشرده می شود، خطر آلودگی ایجاد می کند و ممکن است باعث شود جعبه های تمام شده مجاور در پشته خروجی بچسبند.

برخی از ماشین‌ها برای کاربردهایی که به زمان اتصال سریع‌تر نیاز دارند، به جای چسب مبتنی بر آب-به جای چسب{1}}از چسب ذوب داغ استفاده می‌کنند. چسب ذوب داغ در 1 تا 3 ثانیه تحت فشار، در مقایسه با 5 تا 15 ثانیه برای چسب مبتنی بر آب-، جمع می‌شود. نقطه مقابل، پیچیدگی تجهیزات بالاتر است: یک سیستم ذوب گرم{11}به یک مخزن گرم، شیلنگ‌های کنترل‌شده دما و نازل‌های اعمال‌کننده نیاز دارد که نسبت به سیستم چسب سرد{13}به تعمیر و نگهداری بیشتری نیاز دارند.

مجله فناوری و تحقیقات بسته بندی نشان داده است که استحکام باند در جعبه های مواد غذایی مقوایی بستگی زیادی به نوع چسب و انرژی سطحی پوشش روی مقوا دارد. بنابراین تخته‌های چند لایه پلی اتیلن-معمولاً به مخلوط‌های چسبی نیاز دارند که برای سطوح کم انرژی- ساخته شده باشند تا پیوند قوی داشته باشند.

مرحله 4: فشار دادن قالب و شکل دادن

این مرحله اصلی در کل فرآیند است. اینجاست که جای خالی تخت تبدیل به یک جعبه سه بعدی می شود. قسمت خالی که اکنون تا حدی تا شده و با چسب روی آن قرار دارد، به ایستگاه پرس قالب می رود. سپس یک قالب همسان بالا و پایین دور قسمت خالی ببندید. بنابراین آن را به شکل جعبه نهایی فشار می دهند.

قالب سه کار را به طور همزمان انجام می دهد:

شکل دهی بعدی: دیواره های قالب تمام پانل ها، زبانه ها و فلپ ها را به مکان های نهایی خود فشار می دهند. بنابراین آنها اندازه دقیق داخل جعبه را تعیین می کنند.

اتصال چسب: فشار حاصل از قالب، اتصالات چسبانده شده را به هم فشار می دهد. بنابراین باند چسب شروع می شود و آن را تحت فشار کنترل شده قرار می دهد.

تنظیم ساختاری: برای جعبه‌هایی که از مقوای سنگین‌تر ساخته شده‌اند، قالب برای مدت کوتاهی جای خالی را به اندازه کافی در موقعیتی نگه می‌دارد که حافظه تا شده{0}}مایل به برگشتن مواد به سطح صاف- تا حدی از بین برود.

زمان ماندن قالب با نوع چسب و وزن تخته متفاوت است. در سیستم‌های چسب{1}}آب با تخته استاندارد 300 گرم در متر، فاصله تقریباً 0.5 تا 1.5 ثانیه در بسته شدن کامل، استحکام اولیه مناسبی را برای انتقال جعبه بدون باز کردن فراهم می‌کند. در سیستم‌های ذوب{6} داغ، ماندگاری می‌تواند کوتاه‌تر باشد زیرا پیوند سریع‌تر است.

دقت هم ترازی قالب مهم است. با توجه به راهنمای فنی موسسه تولیدکنندگان ماشین آلات بسته بندی، تحمل موقعیت قالب برای ظروف غذای تاشوی نباید از 0.3± میلی متر در هیچ جهتی تجاوز کند تا هندسه جعبه ثابت بماند و از ناهماهنگی لولا در محصول نهایی جلوگیری شود.

مرحله 5: تشکیل لولای تاشو

جعبه تاشو همبرگر دارای یک لولا است که اجازه می دهد درب آن بدون پارگی باز و بسته شود. این لولا در حین یا بلافاصله پس از مرحله پرس قالب تشکیل می شود.

بسته به طراحی ماشین، لولا به یکی از دو روش ایجاد می شود. در یک-ماشین تک پله، هندسه قالب خود لولا را تشکیل می‌دهد-پرده به شکلی فشرده می‌شود که چین محکمی در خط لولا ایجاد می‌کند، که پس از یک دوره استراحت کوتاه، انعطاف‌پذیر می‌شود. در یک ماشین چند مرحله‌ای، یک لولای اختصاصی-از پرس اصلی پیروی می‌کند و از یک عنصر فشار باریک‌تر برای ایجاد دقیق چین لولا استفاده می‌کند.

دوام لولا یکی از مهمترین معیارهای عملکرد جعبه همبرگر است. تجزیه و تحلیل خرابی میدانی منتشر شده در بسته بندی و ماندگاری مواد غذایی (Elsevier) نشان داد که ترک خوردن لولا بخش قابل توجهی از شکایات ظروف غذا را در برنامه‌های کاربردی رستوران‌های خدماتی سریع-به‌خود اختصاص می‌دهد، که بیشتر خرابی‌ها به‌جای خرابی چسب یا مواد در جای دیگری در جعبه به عمق امتیاز ناکافی در خط لولا مربوط می‌شوند.

مرحله 6: کنترل کیفیت و انتقال خروجی

همانطور که جعبه های شکل گرفته از ایستگاه قالب خارج می شوند، ترکیبی از راهنماهای مکانیکی، حسگرها و نوار نقاله ها تأیید کیفیت و مدیریت خروجی را انجام می دهد.

حسگرهای نوری یا مجاورتی موارد زیر را بررسی می کنند:

اینکه آیا جعبه کاملاً شکل گرفته است یا نه (مسطح-رد جعبه)
اینکه آیا درب در محدوده تحمل تراز است یا خیر
این که آیا فشار چسبی-در محل نشیمنگاه لولا یا درب وجود دارد
جعبه هایی که این بررسی ها را انجام نمی دهند از جریان خروجی اصلی منحرف می شوند. در ماشین‌های مدرن با اتصال IIoT، این رویدادهای رد با مُهرهای زمانی ثبت می‌شوند و به پارامترهای ماشینی خاص مرتبط می‌شوند-که امکان تجزیه و تحلیل الگو را فراهم می‌کند که می‌تواند هم‌ترازی قالب، اجزای راهنمای فرسوده یا جابجایی چسب را قبل از تبدیل شدن به مشکلات تولید در مقیاس کامل شناسایی کند.

جعبه های پذیرفته شده به نوار نقاله خروجی می روند، جایی که معمولاً در گروه های شمارش شده روی هم چیده می شوند و برای دسته بندی پایین دست یا بارگیری مستقیم در جعبه های حمل و نقل تخلیه می شوند.

سیستم کنترل و تغییر

یک دستگاه مدرن ساخت جعبه همبرگر توسط یک PLC با صفحه نمایش لمسی HMI کنترل می شود که دستور العمل های محصول را ذخیره می کند. یک دستور غذا حاوی تمام اطلاعات پارامتریک برای اندازه جعبه معین است: زمان تغذیه، زمان‌بندی قبل از{1} تا زدن، الگوی و حجم اعمال چسب، زمان ماندن فشار قالب، و سرعت نوار نقاله خروجی.

تغییر بین اندازه جعبه شامل دو عنصر است: انتخاب دستور غذا (در ثانیه در HMI انجام می شود) و تعویض قالب فیزیکی. جایگزینی قالب در دستگاه‌های سروو{1}}معمولاً با ابزار استاندارد 15 تا 30 دقیقه طول می‌کشد. ماشین‌هایی که برای تغییر سریع قالب طراحی شده‌اند، از سیستم‌های نصب قالب رایگان-استفاده می‌کنند که می‌توانند این زمان را به کمتر از 10 دقیقه کاهش دهند.

این انعطاف‌پذیری، دستگاه ساخت جعبه همبرگر را برای عملیاتی که چندین SKU محصول را در یک شیفت واحد اجرا می‌کند، کاربردی می‌کند.

مواد و تاثیر آنها بر عملکرد ماشین

همه مقواها به طور یکسان روی یک دستگاه کار نمی کنند. سه متغیر ماده قوی ترین تأثیر را بر سازگاری خروجی دارند:

وزن تخته (gsm): تخته های سبک تر (200 تا 280 گرم در متر) راحت تر تا می شوند اما جعبه های سفت کمتری تولید می کنند. تخته های سنگین تر (350 تا 450 گرم در متر) ظروف سفت تری تولید می کنند اما به نیروی فشار قالب بیشتری نیاز دارند و ممکن است به زمان ماندگاری کمی طولانی تری نیاز داشته باشند.

محتوای رطوبت: مقوا با رطوبت 4 تا 8 درصد به طور پیوسته کار می کند. زیر 4 درصد، تخته ها شکننده می شوند و به راحتی در خطوط امتیاز شکسته می شوند. بالای 8 درصد، تخته ها نرم می شوند و ممکن است شکل فشرده خود را به اندازه کافی برای چسباندن چسب حفظ نکنند.

نوع پوشش و انرژی سطح: تخته‌های پلی‌اتیلن با لایه لایه‌ای و گریس-تخته‌های روکش‌شده از سد انرژی سطحی متفاوتی دارند. بنابراین این موضوع هم بر نحوه تا شدن آنها (تا شدن سفت تر از تخته بدون روکش) و هم بر نحوه چسبیدن چسب به آنها تأثیر می گذارد. برخی از پوشش‌های مقاوم در برابر چربی با چسب‌های استاندارد PVAc مبتنی بر آب-کار نمی‌کنند. بنابراین برای به دست آوردن چسبندگی قوی نیاز به مخلوط های چسب مخصوص دارید.

مسائل و علل رایج تولید

سوالات متداول

یک دستگاه چه نوع جعبه هایی می تواند تولید کند؟
اکثر ماشین‌ها می‌توانند طیف وسیعی از قالب‌های ظرف غذا را با تغییر مجموعه قالب و بارگیری دستور مربوطه تولید کنند. فراتر از پوسته های همبرگر، قالب های رایج عبارتند از: کارتن سرخ کردنی فرانسوی، سینی هات داگ، جعبه های یک تکه-و درب سطل مرغ. محدوده اندازه خالی دستگاه تعیین می کند که چه چیزی ممکن است.

دوام یک ست قالب چقدر است؟
قالب‌های فولادی روی دستگاهی که به خوبی نگهداری می‌شوند معمولاً 3 تا 5 میلیون چرخه دوام می‌آورند. سایش ابتدا به صورت هندسه سست لبه{4}}و سپس به صورت رانش ابعادی قابل اندازه گیری ظاهر می شود. بازرسی سطح قالب هر 500000 چرخه یک فاصله زمانی معقول برای نگهداری است.

آیا دستگاه به هوای فشرده نیاز دارد؟
بله سیستم‌های پنوماتیکی مکنده‌های خالی، جداسازی انفجار هوا و در برخی از طرح‌ها تحریک پرس قالب را کنترل می‌کنند. فشار کاری استاندارد 0.5 تا 0.8 مگاپاسکال با مصرف هوای تقریباً 300 تا 500 لیتر در دقیقه در سرعت کامل تولید است.

یک ماشین معمولی چقدر فضای کف را اشغال می کند؟
یک ماشین تک خطی حدود 3600 میلی متر در 1500 میلی متر از زمین را اشغال می کند. بنابراین فضای اضافی را برای بارگیری جاهای خالی، برای نوار نقاله خروجی و رسیدن به پانل های تعمیر و نگهداری بگذارید.

یک دستگاه سروو{0}}در مقایسه با دستگاه بادامک-و-دنده چگونه است؟
دستگاه‌های سروو رانده شده اجازه می‌دهند-بر اساس دستور العمل تنظیم پارامتر بدون مداخله مکانیکی، کاهش زمان تغییر و امکان تنظیم دقیق‌تر فرآیند. ماشین‌های بادامک-و{4}}دنده‌ای از نظر مکانیکی ساده‌تر و اغلب در محیط‌های سخت مقاوم‌تر هستند، اما برای هر تغییر پارامتر نیاز به تنظیم فیزیکی دارند.

نتیجه گیری

یک دستگاه ساخت جعبه همبرگر یک تخته مقوایی تخت را از طریق شش مرحله هماهنگ به یک ظرف تاشوی تمام شده تبدیل می‌کند: تغذیه و جداسازی، قبل-تا کردن، اعمال چسب، فشار دادن قالب، تشکیل لولا، و انتقال خروجی. هر مرحله حالت های خرابی خاص خود، پارامترهای کلیدی خود و رابطه خاص خود را با کیفیت خالی بالادستی که دستگاه دریافت می کند دارد.

برای اپراتورها، درک این دنباله به معنای دانستن این است که وقتی کیفیت خروجی انحراف دارد دقیقاً به کجا نگاه کنیم. برای خریدارانی که تجهیزات جدید را مشخص می کنند، به معنای پرسیدن سؤالات درست در مورد قابلیت سروو، زمان تغییر قالب، سازگاری با سیستم چسب و مدیریت دستور پخت است. مکانیک پیچیده نیست-اما جزئیات مهم هستند.

منابع:

• مؤسسه تولیدکنندگان ماشین آلات بسته بندی - تحمل موقعیت قالب و استانداردهای فنی برای تجهیزات تشکیل ظروف غذای تاشو.
• Journal of Packaging Technology and Research - تجزیه و تحلیل استحکام باند چسب در ظروف غذای مقوایی چند لایه پلی اتیلن-.
• بسته بندی مواد غذایی و ماندگاری (Elsevier) - تجزیه و تحلیل شکست میدانی ترک خوردن لولا در ظروف تاشوی رستوران سریع-.
• بررسی اتوماسیون بسته بندی صنعتی - معیارهای عملکرد سیستم درایو سرو برای ماشین آلات جعبه سازی.
• شورای بین‌المللی نوآوری بسته‌بندی - مقررات مواد تماس با مواد غذایی و دستورالعمل‌های انطباق با چسب مبتنی بر آب- برای بسته‌بندی مواد غذایی کاغذی.