Trong ngành bao bì hiện đại, nhu cầu tùy chỉnh và sản xuất nhanh chóng đã thay đổi các ưu tiên sản xuất. Đã từ lâu, một dây chuyền sản xuất không còn chỉ sản xuất một kích thước hộp cố định nữa. Các doanh nghiệp-thương mại điện tử và bán lẻ ngày nay cần các giải pháp sản xuất linh hoạt có thể xử lý nhiều loại đơn đặt hàng nhỏ trong khi vẫn duy trì tỷ lệ sản xuất cao. cácMáy làm nhiều hộp tự độngđóng vai trò quan trọng trong sự thay đổi. Nó là một cỗ máy thông minh có thể sản xuất các hộp có kích cỡ khác nhau trong quy trình. Để hiểu cách các máy này cung cấp tính linh hoạt này, chúng ta cần hiểu tự động hóa servo, hệ thống điều khiển thông minh và hệ thống công cụ có thể điều chỉnh của chúng.
Vai trò của Điều khiển chuyển động điều khiển bằng servo-
Lý do chính khiến nhà sản xuất nhiều hộp-tự động có thể điều chỉnh giữa các kích thước hộp khác nhau là do các hệ thống điều khiển chuyển động khác nhau. Máy đóng hộp-truyền thống sử dụng nhiều bộ phận cơ khí như bánh răng, xích và khớp nối. Việc thay đổi kích thước hộp trên các máy cũ này đòi hỏi phải điều chỉnh thủ công các bộ phận vật lý, thay thế khuôn mẫu và cài đặt lại cài đặt máy. Quá trình này thường mất nhiều giờ, dẫn đến việc dừng sản xuất kéo dài. Máy nhiều hộp-hiện đại đã thay thế nhiều bộ phận cơ khí cố định bằng động cơ servo độc lập.
Mọi bộ phận quan trọng của máy, bao gồm thiết bị nạp giấy, hệ thống keo, hệ thống gấp và bộ phận dập nổi, đều được điều khiển bằng bộ truyền động servo riêng. Hệ thống điều khiển chính tính toán vị trí chính xác của từng bộ phận khi chọn kích thước hộp mới thông qua giao diện người{1}}máy (HMI). Sau đó, động cơ servo sẽ điều chỉnh đồng thời tất cả các vị trí theo cài đặt mới. Hệ thống điều khiển điện tử này loại bỏ sự cần thiết phải thay thế nhiều bộ phận thủ công trong quá trình định cỡ. Nó cho phép máy chuyển từ chế tạo hộp trang sức nhỏ sang hộp kiểu hộp giày lớn hơn{5}}với ít thời gian ngừng hoạt động. Theo thông tin kỹ thuật từ Viện Sản xuất Máy đóng gói (PMMI), việc sử dụng điều khiển servo nhiều-trục giúp giảm tới 80% thời gian chuyển đổi của thiết bị tạo hình thùng carton [1] so với các hệ thống cơ khí cũ.
Quản lý công thức và phần mềm thông minh
Tính linh hoạt của phần cứng chỉ là một phần của quá trình. Kiểm soát kỹ thuật số cũng rất quan trọng. Máy làm nhiều hộp tự động sử dụng bộ điều khiển logic lập trình (PLC) tiên tiến và hệ thống quản lý công thức nấu ăn. Thay vì yêu cầu người vận hành nhập nhiều cài đặt cho từng kích thước hộp mới, máy sẽ lưu các cài đặt sẵn sàng-để-sử dụng cho các kích thước hộp khác nhau.
Khi lệnh sản xuất thay đổi, người vận hành chỉ cần chọn đúng công thức từ hệ thống. Sau đó, phần mềm sẽ gửi các điều chỉnh cần thiết tới tất cả các bộ phận của máy, bao gồm thanh dẫn giấy, vị trí của bánh xe gấp và góc của tấm gấp. Nhiều hệ thống hiện đại cũng sử dụng chức năng hiệu chỉnh tự động. Cảm biến đã kiểm tra hộp kích thước mới trong lần sản xuất đầu tiên và tìm thấy ít lỗi hơn về độ chính xác khi gấp hoặc vị trí dán. Sau đó, hệ thống sẽ tự động thực hiện những điều chỉnh nhỏ để giữ chất lượng của hộp nằm trong phạm vi yêu cầu. Nghiên cứu trên Tạp chí Hệ thống Sản xuất cho thấy rằng hệ thống phản hồi vòng-đóng trong máy đóng gói có thể giảm lãng phí nguyên liệu khi kích thước thay đổi, vì máy có thể đạt được sản xuất ổn định [2] nhanh hơn các hệ thống không có kiểm soát phản hồi.
Công cụ thích ứng và thiết kế mô-đun
Trong khi vị trí điều khiển động cơ servo thay đổi, máy vẫn cần những công cụ linh hoạt để làm việc với các kích thước tấm khác nhau. Máy làm nhiều hộp tự động đa năng sử dụng các tấm tạo hình mô-đun và các đường gấp có thể điều chỉnh thay vì các khuôn có kích thước cố định. Các thành phần này có thiết kế- tháo lắp nhanh và thang điều chỉnh rõ ràng nên có thể di chuyển hoặc thay thế nhanh chóng khi những thay đổi về kích thước nằm ngoài phạm vi điều chỉnh của các công cụ tiêu chuẩn.
Ví dụ: các khối tạo hình có thể được tạo thành các phần riêng biệt có thể được thêm hoặc bớt để phù hợp với các chiều dài và chiều rộng khác nhau của hộp. Hệ thống kẹp bên và kẹp trên thường được thiết kế với các rãnh trượt hoặc có thể mở rộng có thể được cố định ở vị trí dựa trên số lượng bộ điều khiển máy. Sự kết hợp giữa định vị điện tử và các công cụ cơ khí có thể điều chỉnh này giúp máy duy trì kết cấu chắc chắn và gấp chính xác nhiều hộp có kích cỡ khác nhau. Tiêu chuẩn ISO 15374 nêu rõ rằng thiết kế công cụ mô-đun rất quan trọng để duy trì chất lượng ổn định của quá trình sản xuất bao bì linh hoạt, vì nó giúp tránh các lỗi uốn cong và định vị có thể xảy ra khi sử dụng một công cụ cố định vượt quá phạm vi hoạt động thích hợp của nó [3].
Xử lý vật liệu và khả năng thích ứng cho ăn
Việc sản xuất các kích thước hộp khác nhau cũng đòi hỏi một hệ thống cấp liệu có thể xử lý các kích thước phôi khác nhau một cách ổn định. Vấn đề này Máy làm nhiều hộp tự động đã giải quyết bằng cách sử dụng bộ nạp chân không có thể điều chỉnh và hệ thống định vị tự động. Khi kích thước của hộp thay đổi, các giác hút trên đầu khay nạp sẽ tự động di chuyển để phù hợp với kích thước và vị trí trống mới. Điều này giúp ngăn chặn việc cấp liệu kép và sai lệch vật liệu.
Đường ray bên và điểm dừng phía trước có thể được điều chỉnh để đảm bảo vật liệu ở đúng vị trí khi nạp. Đối với các máy xử lý các tông và bìa các tông sóng có kích thước khác nhau, con lăn áp lực và khoảng cách con lăn cũng có thể được điều chỉnh tự động để phù hợp với độ dày của các vật liệu khác nhau. Điều này có nghĩa là máy có thể xử lý trơn tru ván dăm mỏng dành cho hộp mỹ phẩm nhỏ và bìa cứng sóng E- dày hơn dành cho hộp vận chuyển. Hướng dẫn kỹ thuật của Hiệp hội Hộp sợi chỉ ra rằng trong quá trình sản xuất hộp nhiều{4} kích thước, hệ thống cấp liệu có thể điều chỉnh ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất tổng thể của thiết bị, vì vấn đề cấp liệu là một trong những nguyên nhân chính gây ra thời gian ngừng hoạt động không mong muốn trong quá trình thay đổi kích thước [4].
Kết luận: Sự kết hợp giữa độ chính xác và tính linh hoạt.
Khả năng Máy làm nhiều hộp tự động sản xuất các kích cỡ hộp khác nhau đến từ sự kết hợp giữa điều khiển chuyển động servo, phần mềm thông minh, công cụ có thể điều chỉnh và hệ thống xử lý vật liệu linh hoạt. Những công nghệ này phối hợp với nhau để làm cho quy trình sản xuất cố định truyền thống trở nên linh hoạt và hiệu quả hơn. Công nghệ của những máy này sẽ tiếp tục được cải tiến vì chuỗi cung ứng đòi hỏi nhiều tùy chỉnh hơn và thời gian giao hàng nhanh hơn. Máy móc trong tương lai có thể sử dụng nhiều hệ thống bảo trì dựa trên-AI hơn và các chức năng điều chỉnh tự động tốt hơn để cải thiện hiệu suất sản xuất. Điều quan trọng là các nhà sản xuất phải hiểu cách thức hoạt động của các hệ thống này để lựa chọn thiết bị phù hợp và cải thiện quy trình sản xuất trong thị trường có nhu cầu thay đổi.
Tài liệu tham khảo
[1] Hiệp hội các nhà sản xuất máy đóng gói Trung Quốc (PMMI) (2023). :: Hiện trạng ngành máy móc đóng gói: Xu hướng tự động hóa và linh hoạt*. Báo cáo kỹ thuật PMMI.
[2] Lee, J., & Park, S. (2022). Hệ thống điều khiển vòng kín trong sản xuất bao bì linh hoạt: giảm chất thải trong quá trình chuyển đổi.Tạp chí hệ thống sản xuất, 64, 112-125.
[3] Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (2021).ISO 15374:2021 - Máy đóng gói-Yêu cầu an toàn và tiêu chuẩn công cụ mô-đun. Các ấn phẩm của ISO.
[4] Hiệp hội hộp sợi (2023). * Hướng dẫn Hiệu suất dành cho Thiết bị chuyển đổi Hộp sóng Nhiều kích thước- *. Bản tin kỹ thuật của FBA.