Máy tạo hình cốc vách đôi tốc độ cao làm cốc giấy cách nhiệt. Điều này đạt được bằng cách gắn cốc bên trong vào ống bọc giấy bên ngoài. Độ chính xác của quá trình này phụ thuộc vào sự căn chỉnh hoàn hảo của hai phần giấy. Ngay cả một lỗi định vị nhỏ cũng có thể dẫn đến hình thức kém, độ bám dính kém, lãng phí nhiều vật liệu hơn hoặc thời gian ngừng sản xuất.
Các nhà sản xuất cốc hiện đại muốn sản xuất số lượng lớn trong khi vẫn duy trì chất lượng. Để đáp ứng nhu cầu này, các nhà sản xuất thiết bị đang bổ sung thêm hệ thống cấp liệu-điều khiển bằng servo, cảm biến thông minh, khuôn mẫu chính xác và công cụ kiểm tra tự động cho các máy móc ngày nay. Những công nghệ này làm việc cùng nhau. Họ đảm bảo mỗi lớp sơn đều ở đúng vị trí trước khi dán vào cốc bên trong.
Trong bài viết này, các quy tắc kỹ thuật và công nghệ chính của việc căn chỉnh chính xác cuộn giấy trong sản xuất tốc độ cao được mô tả.

Tại sao việc căn chỉnh chính xác lại quan trọng

Cốc giấy dán tường hai mặt có-có hai phần riêng biệt:

• Cốc giấy bên trong đựng đồ uống.
• Vỏ bọc tăng cường cách nhiệt và độ bám-.

Lớp lông phải phủ đều cốc bên trong. Nếu ống bọc bị dịch chuyển trong quá trình đúc, các vấn đề sau có thể xảy ra:
Hình dạng cốc không đồng đều

• Hình dạng cốc không đồng đều
• Liên kết yếu
• Lỗi chồng chéo ở tay áo
• Giảm hiệu suất cách nhiệt
• Tỷ lệ từ chối cao hơn

Đối với những nhà sản xuất sản xuất hàng chục nghìn cốc mỗi giờ, ngay cả sai số căn chỉnh mm 0,5 mm cũng có thể ảnh hưởng rất lớn đến năng suất và chi phí vận hành.

Tìm hiểu quy trình nạp giấy

Việc căn chỉnh chính xác bắt đầu từ rất lâu trước khi ống bọc đến trạm tạo hình.

Cuộn giấy đầu tiên được gắn trên một hệ thống tháo cuộn. Máy liên tục nạp giấy in qua nhiều con lăn dẫn hướng trước khi cắt từng tờ giấy trắng.

Trình tự cho ăn thường bao gồm:

1. Tháo cuộn giấy
2. Kiểm soát căng thẳng
3. Hướng dẫn cạnh
4. Phát hiện dấu đăng ký
5. Chỉnh sửa độ dài
6. Cắt trống tay áo
7. Chuyển tay áo
8. Định vị trên cốc bên trong

Mỗi giai đoạn ảnh hưởng đến độ chính xác định vị cuối cùng.

Điều khiển động cơ servo cải thiện độ chính xác cấp liệu

Một trong những cải tiến lớn nhất của thiết bị cốc hiện đại là việc sử dụng động cơ servo.

Hộp số cơ truyền thống sử dụng bánh răng, xích và cam. Theo thời gian, ít hao mòn hơn có thể làm chậm độ chính xác của việc định vị.
Hệ thống servo có những ưu điểm sau:

• Kiểm soát vị trí chính xác
• Tăng tốc nhanh
• Tốc độ ổn định
• Tự động sửa
• Độ lặp lại cao

Bộ điều khiển servo điều chỉnh độ dài nguồn cấp dữ liệu theo phản hồi của bộ mã hóa.
Hệ thống không phụ thuộc vào thời gian cơ học cố định. Mỗi chuyển động được tính thời gian bằng điện tử.
Điều này cho phép máy đúc cốc hai vách-tốc độ cao-căn chỉnh ổn định ngay cả trong quá trình sản xuất-tốc độ cao liên tục.

Hệ thống dẫn hướng cạnh tự động

Cuộn giấy hiếm khi nằm hoàn toàn ở giữa trong quá trình sản xuất{0}}dài hạn.
Chuyển động ngang nhẹ có thể xảy ra vì những lý do sau:

• Lỗi cài đặt cuộn
• Cuộn dây không đều
• Mở rộng giấy
• Thay đổi độ ẩm

Hệ thống lái tự động giải quyết được vấn đề này.
Các hệ thống này thường bao gồm:

• Cảm biến quang học
• Cảm biến siêu âm
• Thiết bị truyền động tuyến tính
• Con lăn dẫn hướng

Cảm biến liên tục theo dõi các cạnh giấy.
Nếu giấy bị lệch, bộ điều khiển sẽ tự động điều chỉnh các con lăn dẫn hướng.
Điều này giữ giấy ở giữa trước khi cắt.
Định vị cạnh ổn định cải thiện đáng kể tính nhất quán của tay áo.

Hầu hết các nắp cốc được in đều có dấu đăng ký.
Cảm biến quang điện phát hiện dấu vết khi giấy đi qua máy.
Bộ điều khiển so sánh vị trí được gắn thẻ thực tế với giá trị được lưu trữ.
Nếu có bất kỳ sự dịch chuyển nào, nguồn cấp dữ liệu servo sẽ được sửa chữa ngay lập tức bằng cách thay đổi khoảng cách cấp liệu.
Quá trình này mang lại:

• Vị trí biển báo chính xác
• Đồ họa chính xác
  
• Chiều dài tay áo nhất quán
• Sự chồng chéo hài hòa

Việc đăng ký là rất quan trọng đối với cốc đựng đồ uống có thương hiệu. Chất lượng in ảnh hưởng trực tiếp đến hình thức bên ngoài của sản phẩm.

Phản hồi của bộ mã hóa duy trì sự đồng bộ hóa

Bộ mã hóa quay cung cấp phản hồi chuyển động theo thời gian thực-.
Bộ mã hóa đo:

• Tốc độ nạp
• Vòng quay con lăn
• Chuyển vị vật chất

Bộ điều khiển so sánh các chuyển động thực tế với các chuyển động đã định hàng nghìn lần một giây.
Nếu có sự khác biệt, hệ thống sẽ sửa chúng gần như ngay lập tức.
Điều khiển vòng-đóng có độ chính xác định vị cao hơn hệ thống cơ học vòng-mở.

Độ căng giấy ổn định ngăn chặn tình trạng trôi vị trí

Giấy hoạt động khác nhau dưới sự thay đổi sức căng.

Lực căng quá mức có thể làm căng giấy.

Độ căng thấp có thể tạo ra nếp nhăn hoặc cho ăn không ổn định.

Máy móc hiện đại sử dụng hệ thống kiểm soát lực căng tự động bao gồm:

• Tải tế bào
• Phanh khí nén
• Phanh bột từ
• Động cơ thư giãn điều khiển bằng servo-

Các hệ thống này duy trì độ căng liên tục trong suốt chu kỳ sản xuất.

Lực căng ổn định cho phép vị trí cắt duy trì ổn định từ cốc đầu tiên đến cốc cuối cùng.

Cắt khuôn chính xác đảm bảo kích thước ống bọc đồng nhất

Căn chỉnh chính xác cũng phụ thuộc vào kích thước tay áo.

Nếu kích thước trống khác nhau thì không thể tránh khỏi lỗi định vị.

Hệ thống cắt chính xác sử dụng:

• khuôn gia công CNC-
• Lập chỉ mục servo
• Khung có độ cứng-cao
• Vòng bi chính xác

Kích thước tay áo đồng nhất cải thiện mức độ phù hợp giữa cốc bên trong và thành ngoài.

Điều này làm giảm sự biến đổi lắp ráp trong quá trình hình thành.

Hệ thống kiểm tra bằng hình ảnh cải thiện việc kiểm soát chất lượng

Nhiều dây chuyền sản xuất hiện đại có camera công nghiệp.

Hệ thống thị giác máy kiểm tra từng ống bọc trước khi lắp ráp.

Các máy ảnh có thể tìm thấy:

• Thiếu bản in
• vị trí không chính xác
• Đồ họa lệch
• Sự thay đổi chiều dài tay áo
• Lỗi đánh dấu màu

Khi phát hiện thấy tay áo xấu, chúng sẽ tự động bị loại bỏ.

Điều này ngăn chặn các sản phẩm bị lỗi chuyển sang các bước sau.

Kiểm tra bằng hình ảnh cũng cung cấp dữ liệu sản xuất. Điều này giúp cải thiện máy

Cơ chế chuyển giao chính xác

Sau khi cắt, ống bọc phải di chuyển chính xác đến trạm tạo hình.

Hệ thống chuyển chân không thường được sử dụng.

Hút chân không mang lại:

• Xử lý ổn định
• Biến dạng tối thiểu
• Định vị chính xác
• Vận chuyển êm ái

Cần chuyển-được điều khiển bằng servo giúp khả năng lặp lại thậm chí còn tốt hơn.

Mỗi ống bọc đều chạm tới khuôn định hình ở đúng vị trí trước khi liên kết.

Độ chính xác của khuôn quyết định sự liên kết cuối cùng

Ngay cả những ống tay áo được cắt hoàn hảo cũng không thể bù đắp cho những khuôn mẫu không chính xác.

Khuôn tạo hình chất lượng cao-được sản xuất bằng kỹ thuật gia công chính xác.

Các yếu tố thiết kế quan trọng bao gồm:

• Độ đồng tâm
• Bề mặt hoàn thiện
• Dung sai kích thước
• Chống mài mòn

Khuôn chính xác duy trì vị trí nhất quán trong hàng triệu chu kỳ tạo hình.

Bảo trì thường xuyên giúp duy trì độ chính xác căn chỉnh trong thời gian sản xuất dài.

Điều khiển thông minh dựa trên PLC-

Thiết bị hiện đại tích hợp bộ điều khiển logic khả trình (PLC) với giao diện người{0}}máy (HMI).

Hệ thống điều khiển tọa độ:

• Nạp giấy
• Cắt tay áo
• chuyển nhượng cúp
• Ứng dụng kết dính
• Trình tự hình thành

Tất cả các chuyển động vẫn được đồng bộ hóa.

Người vận hành có thể nhanh chóng điều chỉnh các thông số sản xuất cho các kích cỡ cốc khác nhau mà không cần thay đổi cơ học nhiều.

Sự linh hoạt này tạo nên mộtMáy tạo hình cốc đôi tường tốc độ caothích hợp để sản xuất nhiều thông số kỹ thuật cốc trên một dây chuyền sản xuất.

Tự động bù lỗi

Điều kiện sản xuất liên tục thay đổi.

Ví dụ bao gồm:

• Biến động nhiệt độ
• Sự thay đổi độ dày giấy
• Thay đổi độ ẩm
• Giảm đường kính cuộn

Phần mềm điều khiển thông minh liên tục theo dõi dữ liệu sản xuất.

Khi xảy ra sai lệch nhỏ, tính năng bù tự động sẽ duy trì sự liên kết mà không làm gián đoạn quá trình sản xuất.

Điều khiển thích ứng này làm giảm thời gian ngừng hoạt động và giảm thiểu lãng phí.

Tốc độ sản xuất mà không làm mất độ chính xác

Các nhà máy sản xuất cốc giấy hiện đại đòi hỏi cả tốc độ và độ chính xác.

Nhiều hệ thống tiên tiến có thể sản xuất hàng trăm cốc mỗi phút trong khi vẫn duy trì vị trí ống bọc ổn định.

Một số công nghệ có thể thực hiện được điều này:

Đồng bộ hóa servo

Cảm biến tốc độ cao-

Điều khiển chuyển động động

Cấu trúc cơ học có quán tính-thấp

Xử lý dữ liệu theo thời gian thực

Thay vì hy sinh chất lượng đầu ra, nhà sản xuất có thể đạt được cả hai điều đó cùng một lúc.

Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất liên kết

Ngay cả thiết bị tiên tiến cũng yêu cầu điều kiện vận hành thích hợp.

Một số yếu tố ảnh hưởng đến-độ chính xác định vị lâu dài:

Bảo trì định kỳ giúp duy trì chất lượng sản xuất ổn định.

Các phương pháp hay nhất để duy trì sự căn chỉnh chính xác

Các nhà sản xuất có thể cải thiện hiệu suất lâu dài-bằng cách thực hiện theo một số phương pháp bảo trì.

Chúng bao gồm:

• Hiệu chỉnh cảm biến quang điện thường xuyên.
• Kiểm tra các con lăn dẫn hướng xem có bị mòn không.
• Làm sạch các thành phần bộ mã hóa.
• Kiểm tra độ căng của giấy trước mỗi lần sản xuất.
• Thay thế khuôn tạo hình bị mòn.
• Xác minh độ chính xác định vị servo.
• Giữ áp suất khí nén ổn định.
• Theo dõi dấu đăng ký trong quá trình sản xuất.

Bảo trì phòng ngừa thường tốn ít chi phí hơn nhiều so với việc sửa chữa một lượng lớn cốc bị lỗi.

Xu hướng tương lai trong sản xuất cốc vách đôi

Tự động hóa tiếp tục cải tiến việc sản xuất cốc giấy.

Một số công nghệ đang trở nên phổ biến hơn:

• Trí tuệ nhân tạo để bảo trì dự đoán
• Thị giác máy với học sâu
• Mô phỏng sinh đôi kỹ thuật số
• Giám sát sản xuất dựa trên đám mây-
• Internet vạn vật công nghiệp (IIoT)
• Hệ thống chuyển động servo tích hợp đầy đủ

Những công nghệ này giúp giảm thiểu hơn nữa lỗi căn chỉnh đồng thời tăng hiệu quả sản xuất.

Các máy trong tương lai có thể sẽ thực hiện quá trình tự hiệu chỉnh tự động-và hiệu chỉnh mang tính dự đoán mà không cần sự can thiệp của người vận hành.

F A Q

Nguyên nhân gây trật khớp tay áo trong quá trình sản xuất?
Các nguyên nhân phổ biến bao gồm độ căng giấy không ổn định, phát hiện đăng ký không chính xác, mòn con lăn dẫn hướng, hiệu chỉnh servo không đúng, mòn khuôn, chất lượng giấy không đồng đều.
Hệ thống căn chỉnh hiện đại chính xác đến mức nào?
Thiết bị-được điều khiển bằng servo tiên tiến, nếu được bảo trì đúng cách, có thể đạt được độ chính xác định vị trong phạm vi milimet. Điều này hỗ trợ tiếp tục sản xuất tốc độ cao.
Tại sao động cơ servo tốt hơn truyền động cơ khí?
Động cơ servo có ưu điểm là vị trí điều khiển vòng-đóng, tốc độ phản hồi nhanh, tự động điều chỉnh và độ lặp lại cao hơn. Trong quá trình hoạt động liên tục, chúng vẫn liên tục thẳng hàng.
Chất lượng giấy có ảnh hưởng đến sự căn chỉnh không?
Đúng. ' Độ dày giấy không nhất quán, kích thước ổn định, độ ẩm quá cao sẽ gây ra biến động nạp giấy, giảm độ chính xác định vị.
Một máy có thể sản xuất cốc với nhiều kích cỡ khác nhau không?
Đúng. ' Hầu hết các mẫu cốc đúc thành cốc-tốc độ cao-hiện đại nhất đều hỗ trợ nhiều loại cốc khác nhau. Họ thực hiện điều này thông qua các công cụ có thể điều chỉnh, cài đặt servo có thể lập trình và hệ thống điều khiển dựa trên PLC.

Tài liệu tham khảo

• Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO).ISO 9001: Hệ thống quản lý chất lượng - Yêu cầu.
• TAPPI (Hiệp hội kỹ thuật ngành giấy và bột giấy).Tiêu chuẩn kiểm tra giấy và thông tin kỹ thuật.
• ASTM Quốc tế.Tiêu chuẩn kiểm tra giấy và bìa.
• PMMI (Hiệp hội công nghệ đóng gói và chế biến).Tài nguyên kỹ thuật máy đóng gói và tự động hóa.
• Ủy ban Tiêu chuẩn hóa Châu Âu (CEN).Tiêu chuẩn an toàn máy móc cho thiết bị công nghiệp.