Lĩnh vực sản xuất bộ đồ ăn dùng một lần đang thay đổi nhanh chóng. Các nhà máy muốn sản lượng nhiều hơn, chất lượng tốt hơn và ít lãng phí hơn. Nhiều quốc gia hiện có quy định mới chống lại nhựa. Đồng thời, chi phí lao động đang tăng lên. Vì vậy, lợi nhuận từ bìa cứng lúc này rất quan trọng. Nhiều công nghệ mới đã tồn tại. Tuy nhiên, việc chuyển đổi từ hệ thống cơ khí cũ sang hệ thống điều khiển bằng servo hoàn toàn{6}}là cách nâng cấp tốt nhất. MỘTMáy làm tấm giấy đầy đủ động cơ servogiúp tạo ra một cách rõ ràng. Đầu tiên, nó tiết kiệm năng lượng hơn các máy cũ. Thứ hai, nó đòi hỏi ít bảo trì hơn. Thứ ba, kiểm soát thông minh toàn bộ quá trình. Những lợi ích này vượt xa tốc độ.
Sự chuyển đổi cơ bản từ cơ khí sang truyền động servo
Để thấy được lợi ích, trước tiên hãy hiểu vấn đề của máy móc cũ. Đĩa giấy cũ thường sử dụng động cơ chính. Động cơ có nhiều bánh răng, đai, xích và trục cam. Các bộ phận cọ xát với nhau. Sự cọ xát này gây lãng phí năng lượng. Theo thời gian, nó cũng có thể dẫn đến sai sót về thời gian. Tuy nhiên, Máy làm đĩa giấy có động cơ servo hoàn toàn sử dụng động cơ servo riêng biệt cho từng hoạt động chính. Chúng bao gồm cho ăn, tạo hình, cắt tỉa và xếp chồng.
Thiết kế mới không cần những bộ phận truyền động cũ. Nghiên cứu về Giao dịch IEEE trong điện tử công nghiệp cho thấy truyền động servo trực tiếp có thể giảm tổn thất năng lượng. Chúng có thể tăng hiệu suất máy từ 20% đến 30%. Chúng cũng có thể giảm mức tiêu thụ năng lượng tới 40%% (IEEE, 2022). Vì không có liên kết vật lý nên năng lượng đi thẳng vào khuôn. Ma sát không lãng phí năng lượng. Kết quả là chiếc máy này chuyển điện thành công có ích tốt hơn những chiếc máy cũ.
Đồng bộ hóa chính xác và giảm lãng phí
Hiệu suất sử dụng giấy không chỉ là chu kỳ-từng{1}}phút. Nó cũng là về tỷ lệ năng suất. Chất thải có nghĩa là mất tiền. Điều này đặc biệt đúng khi giá bột giấy thay đổi. Máy cũ thường không đồng bộ vì các bộ phận của chúng bị hao mòn. Điều này có thể dẫn đến khả năng cắt kém, tạo hình kém và sản phẩm bị lỗi thời.
Công nghệ servo giải quyết vấn đề này thông qua cam điện tử và phản hồi theo thời gian thực. Mỗi động cơ servo có một bộ mã hóa. Bộ mã hóa này cung cấp phản hồi vị trí nhiều lần trong một giây. Trên máy giấy có động cơ servo hoàn chỉnh, điều này làm cho bộ phận cắt khuôn-được đồng bộ hóa hoàn toàn với nguồn cấp giấy. Nó hoạt động ở mọi tốc độ. Theo một nghiên cứu trên Tạp chí Hệ thống Sản xuất, các thiết bị điều khiển servo giúp giảm lãng phí vật liệu trung bình 15%. Điều này được so sánh với các máy tính thời gian cơ học. Điều này là do độ chính xác và khả năng lặp lại định vị tốt hơn (Elsevier, 2023). Độ chính xác này biến từng chút nguyên liệu thô thành thứ bạn có thể bán. Do đó trực tiếp tăng năng suất.
Tối ưu hóa năng lượng thông qua quản lý tải thông minh
Chi phí năng lượng là một thành phần quan trọng của chi phí vận hành trong sản xuất liên tục. Máy cũ luôn sử dụng công suất gần như nhau. Động cơ chính phải chạy liên tục để quay tất cả các bộ phận cơ khí. Điều này xảy ra ngay cả khi máy không hoạt động hoặc không tải.
Hệ thống servo hoạt động khác nhau. Họ chỉ sử dụng nhiều điện tại nơi làm việc. Trong thời gian ngừng hoạt động hoặc giai đoạn mô-men xoắn-thấp, động cơ sẽ chuyển sang trạng thái-công suất thấp hoặc tái tạo. Ngoài ra, bộ khuếch đại servo hiện đại có thể chia sẻ năng lượng giữa các trục. Ví dụ, năng lượng phanh của một động cơ có thể được sử dụng để tăng tốc cho động cơ khác. Một nghiên cứu trên Tạp chí Quốc tế về Công nghệ Sản xuất Tiên tiến cho thấy tự động hóa servo hoàn toàn có thể tiết kiệm 25% đến 50% mức tiêu thụ năng lượng trên mỗi đơn vị. Điều này phụ thuộc vào đặc điểm sử dụng và tải trọng (Springer, 2023). Đối với một nhà máy có nhiều dây chuyền sản xuất, điều đó có nghĩa là lượng khí thải carbon thấp hơn và hóa đơn tiện ích thấp hơn. Do đó, Máy làm đĩa giấy có động cơ servo hoàn toàn là một phần quan trọng trong kế hoạch sản xuất bền vững.
Giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động thông qua Bảo trì dự đoán và cơ chế đơn giản hóa
Thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch làm ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất. Máy móc cũ cần được tra dầu thường xuyên, siết đai, thay số và điều chỉnh cam. Sản xuất dừng lại sau mỗi lần sửa chữa. Công nhân lành nghề là cần thiết cho mỗi lần sửa chữa.
Có ít bộ phận chuyển động hơn Máy làm đĩa giấy có động cơ servo hoàn toàn. Kết quả là, nó làm giảm đáng kể việc bảo trì. Không có đai căng. Không có chuỗi có thể mở rộng. Không có máy ảnh đeo được. Việc sửa chữa chuyển từ sửa chữa các bộ phận bị hư hỏng sang giám sát dữ liệu phần mềm. Bộ điều khiển servo hiện đại theo dõi mô-men xoắn, nhiệt độ và độ rung. Điều này cho phép người dự đoán phát hiện ra vấn đề trước khi chúng làm hỏng máy. Theo Hiệp hội Kỹ sư Sản xuất, thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch tại các nhà máy sử dụng tất cả-máy servo đã giảm 35%. Họ cũng dành ít thời gian hơn 60% cho việc sửa chữa cơ khí (SME, 2024). Thời gian hoạt động cao hơn này trực tiếp cải thiện Hiệu quả tổng thể của thiết bị. Vì vậy tốc độ lý thuyết của máy trở thành đầu ra thực tế.
Tính linh hoạt và khả năng chuyển đổi nhanh chóng
Nhu cầu về đĩa giấy ngày càng thay đổi. Các nhà máy thường có nhu cầu chuyển đổi giữa các kích cỡ, hình dạng và kiểu dáng. Trên các máy cũ thì thời gian thay thế rất lâu. Công nhân phải đổi bánh răng, điều chỉnh vị trí cam và hiệu chỉnh lại các thanh nối. Việc này có thể mất hàng giờ.
Trên máy-được điều khiển bằng servo hoàn toàn, việc chuyển đổi chủ yếu là kỹ thuật số. Người vận hành chỉ cần chọn công thức sản phẩm mới từ màn hình HMI. Sau đó, động cơ servo sẽ tự chuyển sang cài đặt mới. Các công cụ vật lý ngày càng ít thay đổi hơn. Đồng bộ hóa điện tử có thể được điều chỉnh ngay lập tức. Điều này cho phép các nhà máy đặt những đơn hàng nhỏ mà không làm giảm hiệu quả. Họ cũng có thể đáp ứng xu hướng thị trường nhanh hơn các đối thủ sử dụng hệ thống cũ. Khả năng duy trì tỷ lệ sử dụng cao trên nhiều loại sản phẩm là một hiệu quả trên toàn hệ thống. Nó vượt qua máy móc và ảnh hưởng đến toàn bộ mô hình kinh doanh.
Phần kết luận
Ngành công nghiệp đĩa giấy ngày nay đòi hỏi phải tự động hóa tiên tiến. Các công ty muốn có lợi thế phải áp dụng nó. Máy làm đĩa giấy có động cơ servo hoàn toàn cải thiện hiệu quả sản xuất một cách-toàn diện. Nó tiết kiệm năng lượng. Nó làm giảm sự lãng phí vật liệu. Nó làm giảm công việc bảo trì. Nó cũng làm cho hoạt động linh hoạt hơn. Công nghệ servo giải phóng hiệu suất máy khỏi các giới hạn cơ học. Nhờ đó, các nhà sản xuất có thể đạt được sản lượng cao hơn và bền vững hơn. Chúng cũng có giá thấp hơn trong suốt vòng đời của máy. Các nghiên cứu kỹ thuật từ các tạp chí{11}}được bình duyệt cũng đã xác nhận điều này. Kết quả cho thấy việc tích hợp servo đầy đủ sẽ cải thiện tất cả các chỉ số hiệu suất chính. Đối với các công ty đang tìm kiếm nguồn đầu tư mới, bằng chứng rất rõ ràng. Các hệ thống được điều khiển bằng servo có hiệu quả{16}}lâu dài tốt hơn và khả năng thích ứng trong một thị trường đang thay đổi.
Tài liệu tham khảo
IEEE. (2022). Hệ thống liên kết cơ học "Ổ đĩa servo so với hiệu quả năng lượng" trong sản xuất rời rạc."Giao dịch của IEEE về Điện tử Công nghiệp, 69(4), 3842-3851.
Elsevier (2023). "Tối ưu hóa hiệu suất vật liệu trong quá trình hình thành tốc độ cao-bướu điện tử."Tạp chí hệ thống sản xuất, 67, 112-124.
Springer vào năm 2023. "Hệ thống truyền động tái tạo và phục hồi năng lượng trong máy đóng gói: Đánh giá toàn diện."Tạp chí quốc tế về công nghệ sản xuất tiên tiến, 124, 2105-2122.
4. Hiệp hội kỹ sư chế tạo (2024). "Tác động của Tự động hóa servo đến Hiệu suất thiết bị tổng thể trong sản xuất hàng tiêu dùng."Tài liệu kỹ thuật SME, TP24-108.