دستگاه های کارتن ساز تجهیزات کلیدی صنعت بسته بندی است، پایداری عملکرد آن به طور مستقیم بر راندمان تولید و کیفیت محصول تأثیر می گذارد. با این حال، در فرآیند تولید واقعی، اغلب گیر کردن کاغذ وجود دارد که منجر به از کار افتادن تجهیزات، اتلاف مواد اولیه، تاخیر در سفارش و غیره می شود. این مقاله علل گیر کردن کاغذ در دستگاه قالب گیری کارتن را تجزیه و تحلیل می کند و راه حل های هدفمندی را برای ارائه مرجع برای دست اندرکاران صنعت ارائه می دهد.
I. علل گیر کردن کاغذ
1. عوامل مرتبط با مواد
(1) محتوای رطوبت ناهموار ناهموار است.
رطوبت کاغذ یکی از عوامل کلیدی موثر بر کیفیت قالب است. اگر کاغذ در محیطی بسیار مرطوب نگهداری شود، الیاف آن رطوبت را جذب می کند و منبسط می شود و منجر به "فرش شدن" یا "لبه های سفت" می شود. برعکس، شرایط خشک می تواند باعث چروک شدن و شکننده شدن کاغذ شود. این نتایج رطوبت ناهموار می تواند باعث پیچ خوردن یا تغییر شکل کاغذ در حین انتقال شود و باعث گیر کردن کاغذ در قالب ها یا مسیرهای نوار نقاله شود. به عنوان مثال، یک شرکت بسته بندی برای سه روز متوالی از مقوای راه راه مرطوب استفاده کرد. با تعویض کاغذ خیس و افزودن تجهیزات رطوبت گیر به انبار مشکل حل شد.
(2) جهت فیبر کاغذ و جهت قالب گیری.
الیاف کاغذ جهت دار هستند. اگر جهت باز شدن کارتن با جهت الیاف موازی باشد، دهانه تشکیل شده تمایل به برآمدگی دارد. این به این دلیل است که الیاف با جذب رطوبت در حین چاپ تغییر شکل میدهند و{2}}برش میشوند و باعث میشود کارتن در صورت ثابت شدن به سمت بیرون منبسط شود. یک شرکت چاپ هنگام تولید جعبه های شراب با این مشکل مواجه شد. با تنظیم جهت چیدمان، زاویه بین جهت فیبر و جهت شکل دهی به 45 درجه می رسد و مشکل برآمدگی سوراخ حل می شود.
(3) تطابق ناکافی بین ضخامت کاغذ و تجهیزات.
تجهیزات مختلف به ضخامت کاغذ نیازهای خاص متفاوتی دارند. استفاده از کاغذ خیلی نازک (مثلاً مقوای زیر 200 گرم در متر مربع) فاقد سفتی است و در حین حمل و نقل مستعد له شدن یا پیچ خوردن خواهد بود. برعکس، کاغذهایی که بیش از حد ضخیم هستند (به عنوان مثال، پانل های خاکستری بیش از 400 گرم در متر مربع) می توانند به دلیل اصطکاک بیش از حد باعث مشکلات حمل و نقل شوند. یک شرکت زمانی جعبه های هدیه را از جعبه های هدیه گرم در متر مربع کاغذ مخصوص کاغذ مخصوص تولید می کرد. با توجه به ضریب اصطکاک کاغذ و تجهیزات مطابقت ندارند، اغلب پدیده گیر کردن کاغذ. با تغییر روی کاغذ 300 گرم بر متر مربع و تنظیم فشار روی درام نوار نقاله، مشکل حل شد.
2. عوامل مرتبط با تجهیزات
(1) خرابی سیستم نقاله
سیستم نقاله یک مکان معمولی است که در آن کاغذ مسدود می شود. مشکلات عبارتند از:
- غلتک های تغذیه فرسوده: سطح لاستیکی غلتک های تغذیه به مرور زمان ساییده می شود، بنابراین اصطکاک کاهش می یابد و از جدا شدن موثر ورق منفرد جلوگیری می کند. یک شرکت با تعویض منظم غلتک های خوراک هر شش ماه، گرفتگی کاغذ را از 15 درصد به 3 درصد کاهش داده است.
- تسمههای شل یا نامناسب: شل بودن تسمههای نقاله میتواند باعث لیز خوردن یا جابجایی کاغذ شود و کاغذ دررفته به راحتی روی لبه قالب گیر میکند. یک دستگاه با یک دستگاه کشش کمربند و سنسورهای فوتوالکتریک برای نظارت بر موقعیت تسمه در زمان واقعی ارتقا یافت و به طور موثر چنین خرابی هایی را کاهش داد.
- فاصله نادرست ریل راهنما: فاصله خیلی باریک ریل های راهنما می تواند کاغذ را فشرده کند و فاصله بسیار زیاد می تواند منجر به دررفتگی شود. یک شرکت فاصله ریل راهنما را روی عرض کاغذ + 2میلی متر تنظیم کرد، ریل های راهنمای قابل تنظیم اضافه کرد و نرخ گیر کردن کاغذ را تا 40% کاهش داد.
(2) اشکالات طراحی قالب قالب گیری.
طراحی ضعیف قالب یکی از دلایل عمیق گیر کردن کاغذ است، مانند:
- خطوط چین کم عمق: خطوط چین که به اندازه کافی عمیق نیستند از جدا شدن کامل الیاف جلوگیری می کند و باعث پارگی یا انسداد در طول قالب گیری می شود. یک شرکت عمق خط چین را از 0.3 میلیمتر به 0.5 میلیمتر افزایش داد و برای بهبود دقت و رفع گرفتگی کنار جعبههای هدیه، از قالب لیزری{3}}استفاده کرد.
- زاویه خم نامناسب: زاویه خمش خیلی کم باعث شعاع خمش کاغذ می شود و در نتیجه کاغذ در گوشه های قالب گیر می کند. ارتقاء به یک قطعه از تجهیزات، زاویه خمش را از 60 درجه به 90 درجه افزایش داد و یک انتقال دایره ای اضافه کرد که نرخ گیر کردن کاغذ را 60٪ کاهش داد.
- سطح ناهموار قالب: خراشیدگی یا فرورفتگی روی سطح قالب می تواند باعث خراشیدگی کاغذ شود و باعث شکستن یا چسبندگی الیاف شود. یک شرکت با صیقل دادن منظم سطح قالب ها و پوشاندن آنها با چسب، تراکم و ضایعات کاغذ را کاهش داده است.
(3) خرابی سنسور و سیستم کنترل
حسگرها «چشمهایی» هستند که دستگاهها در آنها کار میکنند و خرابی حسگر میتواند منجر به قضاوت ضعیف یا از دست دادن کنترل شود:
- سنسورهای فوتوالکتریک آلوده: گرد و غبار یا پودر جوهر که سطح سنسور را می پوشاند می تواند منجر به اشتباه خواندن موقعیت کاغذ شود. یک شرکت میزان خرابی سنسور را از سه به یک در ماه کاهش داده است، دستگاههای تمیزکننده حسگر مانند خشککنندههای هوای فشرده- را اضافه کرده و روشهای تمیز کردن دستی منظم را اجرا کرده است.
- پارامترهای سیستم کنترل نادرست: پارامترهای تنظیم نادرست، مانند سرعت و فشار نوار نقاله، می تواند منجر به حرکت ناهمزمان بین کاغذ و تجهیزات شود. یک شرکت پایگاه داده ای از پارامترها ایجاد کرده است که به طور خودکار پارامترهای بهینه را بر اساس نوع کاغذ فراخوانی می کند و نرخ گیر کردن کاغذ را تا 50% کاهش می دهد.
3. عوامل عملیاتی و نگهداری
(1) عملکرد نامناسب
مهارت ناکافی اپراتور از دلایل رایج گیر کردن کاغذ است:
- کاغذ نامناسب: به عنوان مثال، کاغذهای نامناسب، انباشته شدن بیش از حد یا مخلوط شده با اندازه های مختلف با ریل های راهنما. یک شرکت با آموزش اپراتورها تداخل کاغذ را تا 30 درصد کاهش داد تا از «تراز کردن سه مرحلهای» استفاده کنند -- ابتدا دم را هدف قرار میدهند، سپس کناره را میکشند و سپس کاغذ را فشار میدهند.
- عدم پاکسازی ضایعات در زمان: پشته های کاغذ و بقایای نوار چسب می توانند خطوط نقاله را مسدود کنند. یک شرکت با اجرای سیستم «مدیریت 5S» (مرتبسازی، مرتبسازی، پرداخت، استانداردسازی، نگهداری) که اپراتورها را ملزم به حذف زبالهها پس از هر شیفت کاری میکند، تراکم کاغذ و نقصهای تجهیزات را کاهش داده است.
(2) تعمیر و نگهداری ناکافی
استفاده طولانیمدت-میتواند منجر به ساییدگی یا تجمع گرد و غبار در اجزای تجهیزات شود که منجر به کاهش عملکرد میشود:
- روانکاری ناکافی: عدم روانکاری غلطک های نوار نقاله، زنجیر و سایر اجزاء می تواند اصطکاک را افزایش داده و باعث لغزش یا گرفتگی کاغذ شود. یک شرکت عمر تجهیزات را افزایش داد و با ایجاد یک برنامه روانکاری (مثلاً هر دو هفته یکبار روغن کاری) و استفاده از یک سیستم روانکاری خودکار، گیر کردن کاغذ را کاهش داد.
- اجزای الکتریکی پیری: کنتاکت های اکسید شده روی رله ها و کنتاکتورها سیگنال های کنترل را قطع می کنند. یک شرکت با آزمایش منظم قطعات الکتریکی از نظر مقاومت و جایگزینی قطعات قدیمی، میزان خرابی الکتریکی را از پنج بار در ماه به یک بار کاهش داده است.
راه حل های گیر کردن کاغذ
1. انتخاب مواد و ذخیره سازی را بهینه کنید
- محتوای رطوبت کاغذ را کنترل کنید: رطوبت انبار را با استفاده از رطوبت سنج کنترل کنید و آن را بین 45 تا 65 درصد حفظ کنید. در صورت لزوم از خشک کن مادون قرمز برای خشک کردن کاغذ مرطوب استفاده کنید.
- جهت فیبر را تنظیم کنید: جهت الیاف کاغذ را با جهت باز شدن کارتن در درجه ای تنظیم کنید تا برآمدگی کاهش یابد.
- ضخامت کاغذ مطابقت: کاغذ با توجه به مشخصات تجهیزات، دستمال کاغذی برای بسته بندی سبک (200-250 گرم در متر مربع) و کاغذ ضخیم برای بسته بندی سنگین (300-400 گرم در متر مربع) انتخاب می شود.
2. بهبود طراحی و نگهداری تجهیزات
سیستم نوار نقاله:
- غلتک های تغذیه را با یک غلتک لاستیکی سیلیکونی با اصطکاک بالا جایگزین کنید و بافت های سطحی را برای بهبود چسبندگی کاغذ اضافه کنید.
- دستگاه تنش تسمه قابل تنظیم و سنسورهای فوتوالکتریک را برای نظارت بر موقعیت تسمه در زمان واقعی نصب کنید.
- ریل های راهنما با فاصله 0.1 ± میلی متر با روش برش قالب لیزری ساخته شد.
بهینه سازی طراحی قالب:
- خطوط چین را تا 0.5-0.8 میلی متر عمیق کنید و یک انتقال دایره ای برای کاهش تمرکز استرس اضافه کنید.
- سختی سطح قالب را افزایش دهید (به عنوان مثال آبکاری کروم) و یک پوشش چسب (مثلا تفلون) اعمال کنید.
- ساختار جایگزین سریع قالب را طراحی کنید، زمان تعویض قالب را به کمتر از 10 دقیقه کاهش دهید.
تقویت سنسور و سیستم های کنترل:
- از سنسورهای ضد آب و ضد گرد و غبار دارای استاندارد IP67-برای خود تمیز شوندگی استفاده کنید.
- این مقاله یک سیستم کنترل PLC را برای تنظیم خودکار پارامترها و هشدار خطا معرفی می کند.
- یک سیستم مدیریت پیش آگهی و سلامت (PHM) برای پیش بینی خطرات گیر کردن کاغذ از طریق تجزیه و تحلیل داده ها ایجاد کنید.
3. استاندارد کردن عملیات و آموزش
توسعه رویه های عملیاتی استاندارد:
- مراحل قرار دادن کاغذ، تنظیم پارامتر و راه اندازی تجهیزات به وضوح تعریف و نشان داده شده است.
- اپراتورها موظفند فرم ثبت عملیات تجهیزات را در پایان هر شیفت برای ثبت مکان و دفعات پارازیت پر کنند.
آموزش مهارتی:
- به طور دوره ای دریل های گیر کردن کاغذ شبیه سازی شده را سازماندهی کنید تا توانایی مدیریت اضطراری اپراتورها را بهبود بخشد.
- از سازندگان تجهیزات دعوت کنید تا آموزش فنی در زمینه تنظیم قالب و کالیبراسیون سنسور ارائه دهند.
اجرای ارزیابی عملکرد:
- نرخ گیر کردن کاغذ در KPIهای اپراتورها و پیوند آنها به پاداش برای ایجاد انگیزه در پیشگیری فعال از خطا.
- برای شناسایی تیمهای برجسته، جایزه «تیم رایگان{0}پارهسازی کاغذ» را تنظیم کنید.
4. فن آوری های نظارت هوشمند را معرفی کنید
نصب سیستم های بازرسی ویژن:
- دوربینهای سرعت در بالای کانالهای تسمه نقاله نصب میشوند تا موقعیت و شکل کاغذ را در زمان واقعی نظارت کنند.
- یک الگوریتم پردازش تصویر برای تشخیص شرایط غیرعادی مانند پیچ خوردگی یا جابجایی کاغذ و تنظیم خودکار پارامترهای تجهیزات استفاده می شود.
استقرار ماژول های اینترنت اشیا:
- سنسورها بر روی اجزای کلیدی تجهیزات نصب می شوند تا داده های مربوط به لرزش، دما و جریان را جمع آوری کنند.
- دادهها از طریق پلتفرم ابری برای پیشبینی خطرات پارازیت کاغذ و توصیههای تعمیر و نگهداری پیشبینی میشوند.
استفاده از فناوری دیجیتال دوقلو:
- یک مدل مجازی از دستگاه برای شبیه سازی عملیات در انواع کاغذ و پارامترهای مختلف ایجاد کنید.
- با شبیه سازی و بهینه سازی پارامترهای فرآیند، تعداد تست های گیر کردن کاغذ در تولید واقعی کاهش می یابد.
III. مطالعه موردی: راه حل های عملی برای گیر کردن کاغذ در یک شرکت خاص
یک شرکت بزرگ بسته بندی شده است به دلیل کارتن تشکیل گیر کاغذ، ضرر سالانه بیش از 2 میلیون یوان، گیر کردن کاغذ نرخ گیر کردن به عنوان بالا به عنوان 8٪. از طریق تجزیه و تحلیل سیستماتیک، دلایل اصلی به شرح زیر است:
- موضوع مواد: مقوای بازیافتی مرطوب با رطوبت 18 درصد (استاندارد کمتر یا مساوی 12 درصد) استفاده می شود.
- پیری تجهیزات: غلطک های تغذیه ای که به شدت فرسوده شده اند، کاهش 40 درصدی اصطکاک. خطوط چین کم عمق در قالب (0.2 میلی متر).
- سوء استفاده: اپراتور ریل راهنما را تراز نکرده و ضایعات کاغذ را به موقع تمیز نکرده است.
در پاسخ به این مشکلات، این شرکت اقدامات زیر را انجام داده است:
- بهبود مواد: به مقوای اصلی خشک با رطوبت 10٪ - 12٪ تغییر دهید. تجهیزات رطوبت زدایی را به انبارها اضافه کرد.
- ارتقاء تجهیزات: جایگزینی غلتک های تغذیه سیلیکونی با افزایش 60 درصدی اصطکاک. خطوط چین را تا 0.6 میلی متر عمیق کنید و انتقال دایره ای اضافه کنید.
- استانداردسازی عملیات: SOPهای توسعه یافته ای که اپراتورها را ملزم می کند زباله ها را پس از هر شیفت کاری تمیز کنند و وسایل کمکی تراز راه آهن را نصب کنند.
نظارت هوشمند: استقرار سیستم تشخیص بصری برای نظارت بر موقعیت کاغذ در زمان واقعی، پیشبینی خطر گیر کردن کاغذ 95٪.
پس از سه ماه اجرا، میزان انسداد کاغذ به 1.5% کاهش یافته است، که باعث صرفه جویی بیش از 1.5 میلیون دلار در سال و افزایش اثربخشی کلی تجهیزات به میزان 25% شده است.
IV. مقدمه نتیجه گیری و چشم انداز
دلایل گیر کردن کاغذ دستگاه کارتن پیچیده تر است و شامل مواد، تجهیزات، عملیات و عوامل دیگر می شود. با بهینه سازی انتخاب مواد، بهبود طراحی تجهیزات، استانداردسازی عملکرد و معرفی فناوری هوشمند، می توان میزان انسداد کاغذ را به میزان قابل توجهی کاهش داد و راندمان تولید و کیفیت محصول را بهبود بخشید. در آینده، با توسعه صنعت 4.0 و تولید هوشمند، ماشینهای قالبگیری کارتن در جهت دقت بالا، اتوماسیون و هوشمندی توسعه خواهند یافت و به طور موثر مسائل گیر کردن کاغذ را حل میکنند. شرکتهای صنعتی باید فعالانه از فناوریهای جدید برای بهبود رقابت و دستیابی به توسعه پایدار از طریق تحول دیجیتال استقبال کنند.