دستگاه شکل دهی فنجان دو جداره با سرعت بالا لیوان های کاغذی عایق بندی شده را می سازد. با اتصال یک فنجان داخلی به یک آستین کاغذی بیرونی به دست می آید. دقت این فرآیند به همسویی کامل دو قسمت کاغذ بستگی دارد. حتی یک خطای کوچک در موقعیت یابی می تواند منجر به ظاهر ضعیف، چسبندگی ضعیف، هدر رفتن مواد بیشتر یا توقف تولید شود.
لیوان سازهای مدرن می خواهند با حفظ کیفیت، حجم بالایی تولید کنند. برای برآورده کردن این تقاضا، سازندگان تجهیزات در حال اضافه کردن سیستم‌های تغذیه مبتنی بر سروو، حسگرهای هوشمند، قالب‌های دقیق و ابزارهای بازرسی خودکار به ماشین‌های امروزی هستند. این فناوری ها با هم کار می کنند. آنها مطمئن می شوند که هر کت قبل از چسباندن به فنجان داخلی در جای مناسب قرار گرفته است.
در این مقاله، فناوری کلیدی و قوانین مهندسی تراز دقیق رول کاغذ در تولید با سرعت بالا توضیح داده شده است.

چرا تراز دقیق مهم است

لیوان های کاغذ دیواری دو جداره- دارای دو بخش مجزا هستند:

• یک لیوان کاغذی داخلی با نوشیدنی.
• عایق و دستگیره{0}}افزایش آستین.

کت باید جام داخلی را به طور یکنواخت بپوشاند. اگر آستین در طول قالب گیری جابجا شود، ممکن است مشکلات زیر رخ دهد:
ظاهر جام ناهموار

• ظاهر جام ناهموار
• پیوند ضعیف
• خطاهای همپوشانی آستین در آستین
• کاهش عملکرد عایق
• نرخ رد بالاتر

برای سازندگانی که ده ها هزار فنجان در ساعت تولید می کنند، حتی یک خطای تراز میلی متری 0.5 میلی متر می تواند تأثیر زیادی بر بهره وری و هزینه های عملیاتی داشته باشد.

آشنایی با فرآیند تغذیه کاغذ

تراز دقیق مدت ها قبل از رسیدن آستین به ایستگاه شکل دهی شروع می شود.

رول کاغذ ابتدا بر روی یک سیستم باز کردن پیچ نصب می شود. دستگاه به طور مداوم کاغذ چاپ شده را از طریق غلتک های راهنمای متعدد قبل از برش تک تک صفحات تغذیه می کند.

توالی تغذیه به طور کلی شامل موارد زیر است:

1. رول کاغذ باز می شود
2. کنترل تنش
3. هدایت لبه
4. تشخیص علامت ثبت
5. اصلاح طول
6. برش آستین خالی
7. انتقال آستین
8. قرار گرفتن روی فنجان داخلی

هر مرحله بر دقت موقعیت یابی نهایی تأثیر می گذارد.

کنترل سروو موتور دقت تغذیه را بهبود می بخشد

یکی از بزرگترین پیشرفت ها در تجهیزات مدرن فنجان استفاده از موتورهای سروو است.

گیربکس مکانیکی سنتی از چرخ دنده، زنجیر و بادامک استفاده می کند. با گذشت زمان، سایش و پارگی کمتر می تواند دقت موقعیت یابی را کاهش دهد.
سیستم های سروو دارای مزایای زیر هستند:

• کنترل موقعیت دقیق
• شتاب سریع
• سرعت ثابت
• تصحیح خودکار
• تکرارپذیری بالا

سروو کنترل طول تغذیه را با توجه به بازخورد رمزگذار تنظیم می کند.
سیستم به زمان بندی مکانیکی ثابت بستگی ندارد. هر حرکت به صورت الکترونیکی زمان بندی می شود.
این به دستگاه قالب‌گیری فنجانی{0}}دو جداره{{1}سرعت بالا اجازه می‌دهد حتی در طول تولید مداوم{2}}سرعت بالا به‌طور پیوسته در یک راستا قرار گیرد.

سیستم های هدایت لبه خودکار

رول های کاغذ به ندرت در طول تولید طولانی مدت در وسط می مانند.
حرکت جانبی خفیف به دلایل زیر امکان پذیر است:

• خطای نصب اسکرول
• سیم پیچ ناهموار
• گسترش کاغذ
• رطوبت تغییر می کند

فرمان اتوماتیک این مشکل را حل می کند.
این سیستم ها معمولاً عبارتند از:

• سنسورهای نوری
• سنسورهای اولتراسونیک
• محرک های خطی
• غلطک های راهنما

سنسورها به طور مداوم لبه های کاغذ را کنترل می کنند.
اگر کاغذ کج باشد، کنترلر به طور خودکار غلتک های راهنما را تنظیم می کند.
این کار کاغذ را قبل از برش در وسط نگه می دارد.
قرار گرفتن لبه های پایدار تا حد زیادی قوام آستین را بهبود می بخشد.

اکثر جلدهای لیوان چاپی دارای علامت ثبت هستند.
حسگرهای فوتوالکتریک با عبور کاغذ از دستگاه، ردپاها را برداشتند.
کنترل کننده موقعیت تگ شده واقعی را با مقدار ذخیره شده مقایسه می کند.
در صورت وجود جابجایی، تغذیه سروو بلافاصله با تغییر فاصله تغذیه تعمیر می شود.
این فرآیند می دهد:

• مکان صحیح علامت گذاری
• گرافیک دقیق
  
• طول آستین ثابت
• همپوشانی هماهنگی

ثبت نام برای لیوان های نوشیدنی مارک دار بسیار مهم است. کیفیت چاپ مستقیماً بر ظاهر محصول تأثیر می گذارد.

بازخورد رمزگذار همگام سازی را حفظ می کند

رمزگذارهای چرخشی بازخورد واقعی-حرکت زمانی را ارائه می‌دهند.
رمزگذار اندازه گیری می کند:

• سرعت تغذیه
• چرخش غلتک
• جابجایی مواد

کنترلر حرکات واقعی را با حرکات تنظیم شده هزاران بار در ثانیه مقایسه می کند.
در صورت وجود مغایرت، سیستم تقریباً بلافاصله آنها را تصحیح می کند.
کنترل حلقه بسته دارای دقت موقعیت یابی بالاتری نسبت به سیستم مکانیکی-حلقه باز است.

کشش پایدار کاغذ از جابجایی موقعیت جلوگیری می کند

کاغذ تحت تنش در حال تغییر رفتار متفاوتی دارد.

کشش بیش از حد ممکن است کاغذ را کشیده شود.

تنش کم ممکن است باعث ایجاد چین و چروک یا تغذیه ناپایدار شود.

ماشین‌های مدرن از سیستم‌های کنترل تنش خودکار استفاده می‌کنند که عبارتند از:

• سلول های بارگذاری
• ترمز پنوماتیک
• ترمز پودر مغناطیسی
• موتورهای باز{0}}سرویو

این سیستم ها تنش ثابت را در طول چرخه تولید حفظ می کنند.

کشش مداوم باعث می شود که موقعیت برش از اولین فنجان تا آخرین فنجان ثابت بماند.

برش قالب دقیق، ابعاد آستین یکنواخت را تضمین می کند

هم ترازی دقیق به اندازه آستین نیز بستگی دارد.

اگر اندازه های خالی متفاوت باشد، نمی توان از خطاهای موقعیت یابی اجتناب کرد.

استفاده از سیستم های برش دقیق:

• قالب های ماشینکاری شده CNC-
• نمایه سازی سروو
• قاب‌های{0}}سفتی بالا
• بلبرینگ های دقیق

اندازه آستین یکنواخت میزان هماهنگی جام داخلی و دیواره بیرونی را بهبود می بخشد.

این باعث کاهش تنوع مونتاژ در طول شکل گیری می شود.

سیستم های بازرسی چشم انداز کنترل کیفیت را بهبود می بخشد

بسیاری از خطوط تولید مدرن دارای دوربین های صنعتی هستند.

سیستم‌های بینایی ماشین قبل از مونتاژ، هر آستین را بررسی می‌کنند.

دوربین ها می توانند پیدا کنند:

• چاپ وجود ندارد
• موقعیت نادرست
• گرافیک کج
• تنوع طول آستین
• خطاهای علامت رنگ

هنگامی که آستین های بد پیدا می شوند، به طور خودکار حذف می شوند.

این کار از انتقال محصولات معیوب به مراحل بعدی جلوگیری می کند.

بازرسی چشم انداز نیز داده های تولید را ارائه می دهد. این به بهبود ماشین کمک می کند

مکانیزم های انتقال دقیق

پس از برش، آستین باید به طور دقیق به سمت ایستگاه شکل دهی حرکت کند.

اغلب از سیستم های انتقال خلاء استفاده می شود.

مکش خلاء می دهد:

• هندلینگ پایدار
• حداقل تغییر شکل
• موقعیت یابی دقیق
• حمل و نقل صاف

بازوهای انتقال کنترل شده سروو{0}}تکرارپذیری را حتی بهتر می کند.

هر آستین در موقعیت مناسب قبل از اتصال به قالب می رسد.

دقت قالب تراز نهایی را تعیین می کند

حتی آستین های کاملا برش خورده نیز نمی توانند قالب های نادرست را جبران کنند.

قالب‌های شکل‌دهی با کیفیت بالا-با استفاده از تکنیک‌های ماشینکاری دقیق تولید می‌شوند.

عوامل مهم طراحی عبارتند از:

• متمرکز بودن
• پرداخت سطح
• تحمل ابعادی
• مقاومت در برابر سایش

قالب های دقیق در طول میلیون ها چرخه شکل دهی موقعیت ثابتی را حفظ می کنند.

تعمیر و نگهداری منظم به حفظ دقت تراز در دوره های طولانی تولید کمک می کند.

کنترل هوشمند مبتنی بر PLC{0}

تجهیزات مدرن کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC) را با رابط‌های{0}ماشین انسانی (HMI) ادغام می‌کنند.

سیستم کنترل مختصات:

• تغذیه کاغذ
• برش آستین
• انتقال جام
• کاربرد چسب
• توالی تشکیل

همه حرکات همگام باقی می مانند.

اپراتورها می توانند به سرعت پارامترهای تولید را برای اندازه های مختلف فنجان بدون تغییرات مکانیکی گسترده تنظیم کنند.

این انعطاف باعث می شود که یکدستگاه شکل دهی فنجان دوجداره با سرعت بالامناسب برای تولید مشخصات فنجان های متعدد در یک خط تولید واحد.

جبران خطای خودکار

شرایط تولید دائما تغییر می کند.

مثالها عبارتند از:

• نوسانات دما
• تغییر ضخامت کاغذ
• رطوبت تغییر می کند
• کاهش قطر رول

نرم افزار کنترل هوشمند به طور مداوم داده های تولید را رصد می کند.

هنگامی که انحرافات جزئی رخ می دهد، جبران خودکار تراز را بدون وقفه در تولید حفظ می کند.

این کنترل تطبیقی ​​زمان خرابی را کاهش می دهد و ضایعات را به حداقل می رساند.

سرعت تولید بدون از دست دادن دقت

کارخانه های مدرن لیوان کاغذی به سرعت و دقت نیاز دارند.

بسیاری از سیستم های پیشرفته می توانند صدها فنجان در دقیقه تولید کنند و در عین حال موقعیت آستین را ثابت نگه دارند.

چندین فناوری این امکان را فراهم می کند:

همگام سازی سروو

سنسورهای-سرعت بالا

کنترل حرکت پویا

ساختارهای مکانیکی با اینرسی پایین-

پردازش داده‌ها در زمان واقعی-

به جای فداکردن کیفیت برای خروجی، تولیدکنندگان می‌توانند هر دو را به طور همزمان به دست آورند.

عواملی که بر عملکرد هم ترازی تأثیر می گذارد

حتی تجهیزات پیشرفته نیاز به شرایط عملیاتی مناسب دارند.

چندین عامل بر دقت موقعیت‌یابی درازمدت تأثیر می‌گذارند:

تعمیر و نگهداری معمول به حفظ کیفیت تولید پایدار کمک می کند.

بهترین روش ها برای حفظ تراز دقیق

تولیدکنندگان می‌توانند عملکرد بلندمدت{0}}را با پیروی از چندین روش تعمیر و نگهداری بهبود بخشند.

این موارد عبارتند از:

• سنسورهای فوتوالکتریک را به طور منظم کالیبره کنید.
• غلطک های راهنما را از نظر سایش بررسی کنید.
• پاک کردن اجزای رمزگذار
• کشش کاغذ را قبل از هر بار تولید بررسی کنید.
• قالب های فرم دهی فرسوده را جایگزین کنید.
• دقت موقعیت یابی سروو را بررسی کنید.
• فشار پنوماتیک را ثابت نگه دارید.
• نظارت بر علائم ثبت در هنگام تولید.

هزینه نگهداری پیشگیرانه اغلب بسیار کمتر از اصلاح دسته های بزرگ فنجان های معیوب است.

روندهای آینده در تولید جام دوجداره

اتوماسیون به بهبود تولید لیوان کاغذی ادامه می دهد.

چندین فناوری رایج تر می شوند:

• هوش مصنوعی برای نگهداری پیش بینی کننده
• بینایی ماشین با یادگیری عمیق
• شبیه سازی دوقلو دیجیتال
• نظارت بر تولید مبتنی بر ابر{0}
• اینترنت صنعتی اشیا (IIoT)
• سیستم های حرکتی سروو کاملا یکپارچه

این فناوری ها ضمن افزایش کارایی تولید، خطاهای تراز را بیشتر کاهش می دهند.

ماشین‌های آینده احتمالاً کالیبراسیون خودکار-و تصحیح پیش‌بینی‌کننده را بدون دخالت اپراتور انجام خواهند داد.

F A Q

چه چیزی باعث دررفتگی آستین در حین تولید می شود؟
دلایل رایج عبارتند از: ناپایداری کشش کاغذ، تشخیص نادرست ثبت نام، سایش غلطک های راهنما، کالیبراسیون نامناسب سروو، سایش قالب، ناسازگاری کیفیت کاغذ.
سیستم های تراز مدرن چقدر دقیق هستند؟
تجهیزات کنترل‌شده سروو پیشرفته، در صورت نگهداری مناسب، می‌توانند به دقت موقعیت‌یابی در عرض یک میلی‌متر دست یابند. این از ادامه تولید با سرعت بالا پشتیبانی می کند.
چرا سروو موتور بهتر از درایو مکانیکی است؟
موتورهای سروو دارای مزایای موقعیت کنترل حلقه بسته، سرعت پاسخ سریع، تصحیح خودکار و تکرارپذیری بالاتر هستند. در طول کار مداوم، آنها در یک راستا ثابت باقی می مانند.
آیا کیفیت کاغذ روی تراز کردن تأثیر می گذارد؟
بله ناسازگاری ضخامت کاغذ، ثبات اندازه، رطوبت بیش از حد، باعث تغییرات تغذیه کاغذ، کاهش دقت موقعیت یابی می شود.
آیا یک دستگاه می تواند لیوان ها را در اندازه های مختلف تولید کند؟
بله بیشتر مدل‌های قالب‌گیری فنجان-دو جداره-سرعت بالا از انواع فنجان پشتیبانی می‌کنند. آنها این کار را از طریق ابزارهای قابل تنظیم، تنظیمات سروو قابل برنامه ریزی و سیستم های کنترل مبتنی بر PLC انجام می دهند.

مراجع

• سازمان بین المللی استاندارد (ISO).ISO 9001: سیستم های مدیریت کیفیت - الزامات.
• TAPPI (انجمن فنی صنعت خمیر و کاغذ).استانداردهای تست کاغذ و اطلاعات فنی.
• ASTM International.استانداردهای تست کاغذ و مقوا
• PMMI (انجمن فناوری های بسته بندی و پردازش).منابع فنی ماشین آلات اتوماسیون و بسته بندی.
• کمیته استانداردسازی اروپا (CEN).استانداردهای ایمنی ماشین آلات برای تجهیزات صنعتی.