دستگاه نصب جعبه اتوماتیک گام به گام چگونه کار می کند؟

هر کسی که تا کنون 200 جعبه را به صورت دستی در یک شیفت تا کرده باشد، عوارض فیزیکی را می داند. ساعدها می سوزند، گرد و غبار مقوا هوا را پر می کند و سرعت آن به طور طبیعی تا آخرین ساعت کاهش می یابد. برای عملیاتی که حجم قابل توجهی روزانه ارسال می شود، این فرآیند دستی دیگر پایدار نیست. آن جایی است که به طور کاملدستگاه نصب جعبه اتوماتیکوارد تصویر می شود تخته‌های مقوای صاف و کوبیده شده- را می‌گیرد و آن‌ها را به جعبه‌های باز و بسته شده در پایین-و آماده دریافت محصول-تبدیل می‌کند بدون اینکه دست انسان مقوا را لمس کند.

اگر در حال ارزیابی تجهیزات یا تلاش برای عیب یابی خط موجود هستید، درک دقیق چگونگی این اتفاق، مرحله به مرحله، مهم است. مکانیک در اصل ساده است، اما شامل زمان بندی دقیق، فیزیک خلاء، و هماهنگ سازی مکانیکی است که به یک نگاه دقیق تر پاداش می دهد.

آنچه ماشین در واقع انجام می دهد

قبل از گام به گام-به-توالی کار، به تعیین محدوده کار کمک می کند. نصب جعبه سه کار را انجام می دهد: یک قسمت خالی تخت را از یک پشته جدا می کند، آن را به شکل مستطیل در می آورد و دریچه های پایینی را می بندد. تمام کار همین است. ارزش در انجام آن با سرعت ثابت-معمولاً 5 تا 30 جعبه در دقیقه بسته به مدل-بدون تغییر در کیفیت نهفته است.

نسخه های کاملاً اتوماتیک کل چرخه را به طور مستقل اداره می کنند. یک اپراتور پشته ای از خالی های تخت را در مجله بارگذاری می کند، دستگاه از آنجا کنترل می کند. نسخه‌های نیمه خودکار به یک اپراتور نیاز دارند که به صورت دستی هر قسمت خالی را در موقعیت شکل‌دهی قرار دهد. سپس دستگاه تا کردن و آب بندی را کامل می کند.

مرحله 1: بارگذاری مجله و جداسازی خالی

این فرآیند با مجله-یک قیف عمودی که پشته‌ای از مقوای تخت را نگه می‌دارد آغاز می‌شود. ارتفاع پشته بسته به طراحی متفاوت است، اما معمولاً 50 تا 150 قطعه خالی را به طور همزمان در خود جای می دهد، بسته به ضخامت تخته و اندازه دستگاه.

مکانیسم جداسازی اولین جایی است که ممکن است همه چیز اشتباه شود، بنابراین شایسته توجه است. اکثر ماشین ها از یکی از دو روش استفاده می کنند:

جداسازی خوراک اصطکاکی{0}}از یک تسمه یا غلتک چرخشی استفاده می‌کند که با قسمت خالی پایینی پشته تماس می‌گیرد. اصطکاک قسمت خالی پایینی را به جلو می کشد در حالی که یک بازوی نگهدارنده پشته باقی مانده را در جای خود نگه می دارد. این روش برای تخته های راه راه استاندارد در محدوده وزن قابل پیش بینی به خوبی کار می کند.

جداسازی مبتنی بر مکش{0}}از فنجان‌های خلاء برای گرفتن قسمت بالای پشته و بلند کردن آن از پشته استفاده می‌کند. سپس یک انفجار هوای ثانویه یا انگشت مکانیکی تکه خالی را از هر ورق مجاوری که ممکن است به هم چسبیده باشد جدا می کند. این روش طیف وسیع تری از وزن تخته و شرایط سطح را کنترل می کند.

برای زمینه، مجله بین‌المللی فناوری ساخت پیشرفته مستند کرده است که جداسازی خالی تقریباً 23٪ از تمام حوادث گیر کردن در-سیستم‌های نصب با سرعت بالا را تشکیل می‌دهد و چسبندگی تخته ناشی از رطوبت{2}} عامل اصلی است.

مرحله 2: انتقال خالی و باز کردن اولیه

پس از جدا شدن، جای خالی باید از مجله به قسمت شکل دهی منتقل شود. این انتقال جایی است که دستگاه شروع به "باز کردن" جعبه می کند.

در یک ماشین حرکت پیوسته-، کالسکه با یک تسمه متحرک یا زنجیر{1}}به جلو کشیده می‌شود، در حالی که میله‌ها را تشکیل می‌دهند و راهنماها به تدریج بال‌های جانبی را به سمت بیرون فشار می‌دهند. جای خالی در این مرحله هرگز از حرکت باز نمی ایستد.

در یک ماشین حرکت متناوب-، قسمت خالی به موقعیت شکل گیری ثابت می رسد. در حالی که مکانیسم شکل دهی چرخه باز شدن را کامل می کند، دستگاه خالی را در این ایستگاه متوقف می کند، سپس آن را به ایستگاه بعدی می برد.

باز شدن خود با ترکیبی از فنجان های خلاء و بازوهای تاشو مکانیکی انجام می شود. فنجان های جاروبرقی به پانل های خاصی از قسمت خالی می چسبند و آنها را از هم جدا می کنند و شکل جعبه اولیه را ایجاد می کنند. سپس راهنماهای مکانیکی جعبه را در حالت نیمه باز نگه می دارند در حالی که دریچه های پایینی برای تا شدن قرار دارند.

مرحله 3: تا کردن فلپ پایین

در حالی که جعبه تا حدی باز است، فلپ های پایینی باید برای آب بندی در موقعیت خود جمع شوند. این یک دنباله صرفاً مکانیکی است که معمولاً توسط صفحات تاشو بادامک یا بازوهای تاشوی سروو{2}} هدایت می‌شود.

توالی مهم است. در یک کانتینر معمولی شکافدار (RSC)، دریچه‌های کوچک داخلی ابتدا تا می‌شوند و به دنبال آن فلپ‌های بیرونی بزرگ‌تر قرار می‌گیرند. صفحات تاشو این فلپ ها را به یک پیکربندی صاف و همپوشانی فشار می دهند. زمان‌بندی در کسری از ثانیه اندازه‌گیری می‌شود-صفحه‌های تاشو امتداد می‌یابند، فلپ‌ها را در موقعیت خود نگه می‌دارند و در یک ترتیب هماهنگ با سرعت چرخه دستگاه جمع می‌شوند.

بر اساس مستندات فنی مؤسسه تولیدکنندگان ماشین آلات بسته بندی، مکانیسم های تاشدن فلپ پایین در نصب کننده های مدرن به تکرارپذیری موقعیتی در 1.5± میلی متر در طول دوره های تولید بیش از 10000 سیکل دست می یابند. دستیابی به این سطح از سازگاری به صورت دستی دشوار است و به طور مستقیم بر یکپارچگی ساختاری کف مهر و موم شده تأثیر می گذارد.

مرحله 4: آب بندی پایین

هنگامی که فلپ های پایین صاف تا می شوند، باید محکم شوند. دو روش آب بندی غالب وجود دارد و انتخاب بر روی طراحی ماشین و هزینه عملیاتی تاثیر می گذارد.

نوار حساس به فشار{0}}روش متداول‌تر برای برنامه‌های کاربردی عمومی است. یک سر نوار یک طول از پیش تعیین شده از نوار را پخش می کند، آن را برش می دهد و آن را روی درز مرکزی فلپ های پایین فشار می دهد. مکانیسم استفاده از نوار باید فشار ثابتی را اعمال کند تا از چسبندگی اطمینان حاصل شود، به ویژه هنگامی که در دمای محیط سردتر کار می کند، جایی که عملکرد چسب می تواند کاهش یابد.

چسب ذوب داغ (HMA) از چسب داغی استفاده می‌کند که قبل از فشرده شدن روی سطوح فلپ قرار می‌گیرد. بنابراین HMA پیوند قوی تری نسبت به نوار ایجاد می کند. و برای محموله های سنگین یا صادراتی که جعبه ها ممکن است حمل و نقل خشن شوند بهتر است. نقطه ضعف پیچیدگی دستگاه بیشتر است. بنابراین دستگاه به یک مخزن چسب، شیلنگ های گرم شده و نازل های چسب نیاز دارد که نیاز به تمیز کردن منظم دارند.

دستگاه نصب جعبه تمام اتوماتیک با آب بندی مذاب داغ معمولاً 15 تا 20 درصد به هزینه دستگاه اضافه می کند. اما در طول سه سال استفاده، هزینه هر جعبه را حدود 40 تا 60 درصد کاهش می دهد. این داده ها از تجزیه و تحلیل توان عملیاتی در مجله فناوری و تحقیقات بسته بندی به دست می آید.

مرحله 5: تخلیه و انتقال جعبه

جعبه جدید نصب کننده را روی یک نوار نقاله تخلیه می گذارد. بنابراین حرکت باید به اندازه کافی ملایم باشد تا به مهر تازه آسیب نرساند. اما همچنین باید به اندازه کافی قوی باشد تا جعبه را از دستگاه خارج کند.

نوار نقاله های تخلیه معمولاً دارای راهنماهای جانبی هستند تا جعبه در هنگام حرکت در مرکز قرار گیرد. بنابراین این راهنماها را می توان به گونه ای تنظیم کرد که با عرض های مختلف جعبه مناسب باشند. در ماشین‌های{2}بالاتر، ارتفاع تخلیه نیز قابل تغییر است. سپس می‌تواند با ارتفاع خوراک سایر ماشین‌های بعد از آن، مانند سیلرهای کیس، چک‌نگارها یا لودرهای رباتیک مطابقت داشته باشد.

برخی از سیستم ها یک تابع "باکس مربع" را در نقطه تخلیه یکپارچه می کنند. صفحات پنوماتیک یا سروو{1}}به طرفین جعبه فشار لحظه‌ای وارد می‌کنند و اطمینان حاصل می‌کنند که مهر و موم پایین کاملاً تنظیم شده و هندسه جعبه قبل از حرکت به سمت پمپ بنزین مربع است.

معماری سیستم کنترل

مراحل ماشین شرح داده شده در بالا توسط یک سیستم کنترلی اجرا می شود که همه چیز را با هم کار می کند. در مرکز یک کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) قرار دارد. بنابراین PLC زمان بندی هر قسمت - دریچه های خلاء، صفحات تاشو، سرهای آب بندی و درایوهای نوار نقاله را کنترل می کند.

صفحه اپراتور معمولاً یک صفحه نمایش لمسی HMI (رابط انسانی-ماشین) است که در ارتفاع مناسبی برای کارگر قرار می گیرد. از طریق این صفحه، کارگر می تواند:

از دستور العمل های جعبه ذخیره شده (اندازه، نوع دریچه، تنظیمات آب بندی) انتخاب کنید

تعداد تولید و وضعیت دستگاه تماشا کنید

هنگام بروز مشکل، اطلاعات خطا را مشاهده کنید

سرعت نوار نقاله و زمان نگهداری آب بندی را تغییر دهید

Industrial Automation Review اشاره کرده است که سیستم های جدیدتر کنترل erector اکنون اتصالات صنعتی بیشتری به اینترنت اشیا (IIoT) دارند. بنابراین داده‌های تولید - تعداد چرخه‌ها، گزارش‌های خطا، دمای مهر و موم - را می‌توان برای نظارت مستقیم به سیستم‌های اجرایی ساخت (MES) ارسال کرد.

نقاط مشترک شکست

دانستن اینکه ماشین چگونه کار می کند همچنین به معنای دانستن مکان هایی است که تمایل به شکست دارد. موارد زیر رایج‌ترین حالت‌های خرابی هستند که از گزارش‌های تعمیر و نگهداری صنعت استخراج شده‌اند:

هنگامی که یک دستگاه نصب جعبه تمام اتوماتیک انتخاب مناسبی است

هر عملیاتی به اتوماسیون کامل نیاز ندارد. منطق اقتصادی معمولاً زمانی قانع‌کننده می‌شود که شکل‌دهی دستی جعبه بیش از یک-معادل زمان کامل (FTE) مصرف می‌کند، یا زمانی که ناهماهنگی کیفیت جعبه باعث مشکلات بسته‌بندی پایین‌دستی می‌شود.

دستگاه نصب جعبه تمام اتوماتیک در مکان هایی که:

شما روزانه بیش از 500 تا 800 جعبه استفاده می کنید. سپس شکل دهی دستی هزینه زیادی در کار دارد.

اندازه جعبه اغلب تغییر نمی کند. بنابراین دستگاه می تواند برای مدت طولانی بدون تغییر زیاد کار کند.

وزن محصول یا اندازه جعبه، جابجایی دستی را برای بدن کارگران سخت می کند.

خط تولید به جعبه‌هایی در زمان ثابتی نیاز دارد که شکل‌دهی دستی همیشه نمی‌تواند آن را فراهم کند.

برای عملیات‌های-مخلوط، کم-حجم که در آن اندازه جعبه چندین بار در هر شیفت تغییر می‌کند، زمان تغییر مورد نیاز برای پیکربندی مجدد نصب کننده ممکن است صرفه‌جویی در نیروی کار را نفی کند. در این موارد، نصب نیمه خودکار یا فرم دهی دستی با جیگ ممکن است انتخاب عملی تری باشد.

الزامات تعمیر و نگهداری

مانند هر سیستم الکتریکی و مکانیکی، یک سیستم نصب جعبه برای ادامه کار به مراقبت برنامه ریزی شده نیاز دارد. فواصل مراقبت معمولا ساده است. و آنها می توانند توسط کارگران تعمیر و نگهداری خود با آموزش های اولیه مکانیکی و الکتریکی انجام شوند.

کارهای روزانه شامل پاک کردن گرد و غبار مقوا از محل تغذیه، بررسی فنجان های جاروبرقی برای پارگی و اطمینان از در دسترس بودن نوار یا چسب است.

کارهای هفتگی عبارتند از بررسی فیلتر هوا (برای مدل‌های{0}روی هوا)، روغن کاری ریل‌های راهنما همانطور که سازنده می‌گوید، و بررسی تراز صفحه تاشو.

وظایف فصلی شامل تأیید عملکرد باند گرمکن در سیستم‌های ذوب{0} داغ، بررسی کشش تسمه نقاله، و بررسی گزارش‌های خطای PLC برای الگوهای در حال ظهور است که ممکن است نشان‌دهنده مشکل در حال توسعه باشد.

مجله فناوری و تحقیقات بسته بندی مطالعه ای را منتشر کرد که نشان می دهد تعمیر و نگهداری جعبه ساز طبق برنامه زمانی توصیه شده، زمان توقف برنامه ریزی نشده را تا حدود 65 درصد در یک دوره عملیاتی 24 ماهه کاهش می دهد.

ادغام با تجهیزات پایین دستی

نصب جعبه ای به صورت مجزا عمل نمی کند. در یک خط بسته بندی خودکار معمولی، نصب کننده به یک نوار نقاله تخلیه می شود که جعبه باز را به ایستگاه بارگیری می برد. بارگیری ممکن است دستی باشد (یک اپراتور محصولات را در جعبه قرار می دهد) یا خودکار (یک سلول روباتیک یا سیستم پر کردن{2}} جعبه را بارگذاری می کند).

برای بارگذاری خودکار، تطابق زمان بین خروجی erector و سیستم بارگذاری بسیار مهم است. بنابراین نصب کننده باید جعبه ها را با سرعت ثابت بدهد. و سیستم بارگیری باید آماده باشد تا هر جعبه را بدون انباشته شدن یا بر جای گذاشتن شکاف، بردارد. این کار معمولاً با ترکیبی از حسگرهای نور و دستگاه-برای برقراری ارتباط بین PLCها انجام می‌شود.

هنگام تعیین یک دستگاه نصب جعبه تمام اتوماتیک برای یک خط یکپارچه، تأیید کنید که هندسه نوار نقاله تخلیه و سیگنال کنترل با تجهیزات پایین دست سازگار است. تفاوت های کوچک در عرض نوار نقاله، ارتفاع تخلیه یا پروتکل ارتباطی می تواند یکپارچگی ساده را به یک پروژه مهندسی سفارشی تبدیل کند.

انتخاب پیکربندی مناسب

نصب کننده های جعبه ای در بسیاری از تنظیمات موجود هستند. فرآیند انتخاب باید با درک روشنی از انواع جعبه و حجم تولید درگیر شروع شود.

پارامترهای کلیدی انتخاب عبارتند از:

محدوده اندازه جعبه: حداقل و حداکثر ابعاد خالی که دستگاه باید انجام دهد

سرعت تولید: جعبه‌های اوج-در-دقیقه مورد نیاز

روش آب بندی: نوار در مقابل چسب{0}}ذوب داغ، بر اساس محیط توزیع و اهداف هزینه

ظرفیت مجله: چند جای خالی را می توان همزمان بارگذاری کرد (بر فرکانس پر کردن مجدد اپراتور تأثیر می گذارد)

روش تغییر: تنظیم دستی در مقابل تغییر{0}}سرعت کمتر-ابزار (بر انعطاف‌پذیری برای چند-عملیات SKU تأثیر می‌گذارد)

بر اساس معیارهای منتشر شده توسط پایگاه داده استانداردهای صنعت PMMI، یک دستگاه نصب جعبه کاملاً خودکار با قابلیت تنظیم سروو{0}}می‌تواند زمان تغییر را از 20 به 30 دقیقه (دستی) به کمتر از 5 دقیقه کاهش دهد. برای عملیاتی که چندین اندازه جعبه در هر شیفت انجام می شود، این قابلیت می تواند محرک اصلی ارزش تجهیزات باشد.

سوالات متداول

آیا یک نصب کننده می تواند چندین اندازه جعبه را مدیریت کند؟
بله، اکثر مدل های تمام اتوماتیک قابل تنظیم هستند. محدوده تنظیم بر اساس دستگاه متفاوت است. برخی از آنها محدوده باریکی را پوشش می دهند (به عنوان مثال، فقط جعبه های کوچک تا متوسط). بقیه طیف وسیعی را پوشش می دهند (مثلاً 6×4×4 اینچ تا 24×16×16 اینچ). بسته به مدل، تغییر ممکن است به صورت دستی یا سروو{13}}کمک شود.

اگر یک جای خالی در حین تولید گیر کند چه اتفاقی می افتد؟
دستگاه متوقف می شود و ایرادی را در صفحه نمایش HMI نشان می دهد. سپس کارگر جم را پاک می کند، هر جای خالی آسیب دیده را بیرون می آورد و چرخه را دوباره شروع می کند. اگر پارازیت اغلب اتفاق می‌افتد، به معنی مشکل در راه‌اندازی است. این می تواند کشش مجله، کیفیت خالی یا سطح رطوبت باشد. بنابراین باید آن را اصلاح کنید تا از تکرار آن جلوگیری کنید.

آیا آب بندی مذاب داغ ارزش هزینه اضافی را دارد؟
برای محصولات سنگین یا شرایط سخت حمل و نقل، بله. ذوب داغ پیوندی ایجاد می‌کند که تحت فشار به راحتی نوار باز نمی‌شود. اما برای محصولات سبک در تنظیمات تحویل کنترل شده، معمولاً نوار چسب کافی است. و قیمت نوار در ابتدا کمتر است.

یک نصب کننده چقدر به فضای کف نیاز دارد؟
یک نصب تمام اتوماتیک معمولی، بسته به مدل، تقریباً 6 تا 10 فوت طول نوار نقاله و 3 تا 5 فوت عرض را اشغال می کند. فضای اضافی برای دسترسی اپراتور و بارگیری مجله در نظر بگیرید.

آیا می توان نصب کننده را بعد از نصب جابه جا کرد یا دوباره پیکربندی کرد؟
بله، اما نیاز به برنامه ریزی دارد. دستگاه به کف پیچ می شود، به منابع برق و (در برخی موارد) هوای فشرده متصل می شود. جابجایی آن امکان پذیر است، اما شامل قطع برق، جداسازی مکانیکی، و راه اندازی مجدد در مکان جدید است.

نتیجه گیری

دستگاه نصب جعبه تمام اتوماتیک یک کار دستی تکراری و سخت را با یک توالی خودکار تکرارپذیر جایگزین می کند. مرحله به مرحله-فرایند-گام به گام-بارگذاری مجله، جداسازی خالی، انتقال و باز کردن، تا شدن فلپ، آب بندی پایین، و تخلیه-به زمان بندی دقیق مکانیکی و فیزیک خلاء که در هماهنگی کار می کنند متکی است. وقتی تجهیزات به درستی مشخص و نگهداری شوند، کیفیت جعبه ثابتی را با نرخ‌های توانی ارائه می‌دهند که شکل‌دهی دستی نمی‌تواند مطابقت داشته باشد.

تصمیم برای نصب خودکار جعبه در نهایت به حجم، نیاز به ثبات و هزینه کار بستگی دارد. برای عملیات‌هایی که فراتر از مقیاسی که شکل‌دهی دستی منطقی است حرکت کرده‌اند، نصب‌کننده قطعه‌ای اساسی از اتوماسیون بسته‌بندی است-که هزینه‌های خود را نه تنها با صرفه‌جویی در نیروی کار، بلکه در از بین بردن تنوع ناشی از خستگی انسان می‌پردازد.

منابع:

مؤسسه تولیدکنندگان ماشین آلات بسته بندی - استانداردهای فنی و دستورالعمل های عملیاتی برای تجهیزات نصب کیس.

مجله فناوری و تحقیقات بسته بندی - تجزیه و تحلیل عملیاتی و مطالعات مقایسه هزینه روش آب بندی.

بررسی اتوماسیون صنعتی - معماری سیستم و ادغام IIoT در ماشین آلات بسته بندی را کنترل کنید.

International Journal of Advanced Manufacturing Technology - تجزیه و تحلیل حالت شکست جداسازی خالی در سیستم‌های نصب سریع-.

پایگاه داده استانداردهای صنعت PMMI - معیارهای زمان تغییر برای تجهیزات نصب جعبه قابل تنظیم.