Ako funguje automatický stroj na stavanie krabíc krok za krokom?

Každý, kto niekedy ručne zložil 200 škatúľ za smenu, pozná fyzickú daň. Predlaktia horia, vzduch napĺňa lepenkový prach a tempo sa v poslednej hodine prirodzene spomalí. Pre operácie, ktoré prepravujú značné množstvo denne, tento manuálny proces už nie je udržateľný. To je miesto, kde Plneautomatický stroj na stavanie boxovvstupuje do obrazu. Berie ploché, zrazené-kartóny a premieňa ich na otvorené, spodné{2}}zapečatené škatule pripravené na prijatie produktu-bez toho, aby sa ľudská ruka dotkla kartónu.

Presné pochopenie toho, ako sa to deje, krok za krokom, je dôležité, ak hodnotíte zariadenie alebo sa pokúšate odstraňovať problémy s existujúcou linkou. Mechanika je v princípe jednoduchá, ale zahŕňa presné načasovanie, vákuovú fyziku a mechanickú synchronizáciu, ktorá odmeňuje bližší pohľad.

Čo stroj skutočne robí

Predtým, ako si prejdete{0}}po{1}}krokovej sekvencii, pomôže vám definovať rozsah práce. Stavač škatúľ robí tri veci: oddeľuje jeden plochý polotovar od stohu, skladá tento polotovar do obdĺžnikového tvaru a utesňuje spodné chlopne. To je celá práca. Hodnota spočíva v tom, že sa to robí konzistentnou rýchlosťou-zvyčajne 5 až 30 boxov za minútu v závislosti od modelu-bez zmeny kvality.

Plne automatické verzie zvládajú celý cyklus samostatne. Operátor vloží do zásobníka stoh plochých prírezov, odtiaľ prevezme stroj. Polo{2}}automatické verzie vyžadujú, aby operátor manuálne umiestnil každý polotovar do tvarovacej polohy; stroj potom dokončí skladanie a utesňovanie.

Krok 1: Načítanie zásobníka a oddelenie prázdnych listov

Proces začína zásobníkom-zvislým zásobníkom, ktorý obsahuje stoh plochých kartónových prírezov. Výška stohu sa líši podľa konštrukcie, ale bežne pojme 50 až 150 prírezov naraz, v závislosti od hrúbky dosky a veľkosti stroja.

Oddeľovací mechanizmus je prvým miestom, kde sa veci môžu pokaziť, preto si zaslúži pozornosť. Väčšina strojov používa jeden z dvoch prístupov:

Oddeľovanie podávania trením- využíva rotujúci pás alebo valec, ktorý sa dotýka spodného polotovaru v stohu. Trenie ťahá spodný polotovar dopredu, zatiaľ čo prídržné rameno drží zostávajúci stoh na mieste. Táto metóda funguje dobre pre štandardnú vlnitú lepenku v rámci predvídateľného rozsahu hmotnosti.

Oddeľovanie-na základe odsávania používa vákuové poháre na uchopenie horného polotovaru v stohu a jeho zdvihnutie zo stohu. Sekundárny prúd vzduchu alebo mechanický prst potom oddelí jeden polotovar od akýchkoľvek susedných listov, ktoré sa mohli zlepiť. Táto metóda zvláda širší rozsah hmotnosti dosiek a povrchových podmienok.

Pre kontext International Journal of Advanced Manufacturing Technology zdokumentoval, že oddelenie polotovarov predstavuje približne 23 % všetkých prípadov zaseknutia vo vysokorýchlostných montážnych systémoch, pričom primárnym prispievateľom je priľnavosť dosiek spôsobená vlhkosťou-.

Krok 2: Prázdny prenos a prvé otvorenie

Po oddelení sa musí polotovar preniesť zo zásobníka do tvarovacej sekcie. Tento prenos je miestom, kde stroj začne "otvárať" krabicu.

V stroji s nepretržitým{0}}pohybom je polotovar unášaný dopredu pohyblivým pásom alebo reťazou-poháňaným vozíkom, pričom formovacie lišty a vodidlá postupne tlačia bočné chlopne smerom von. Blank sa počas tejto fázy nikdy neprestane pohybovať.

V stroji s prerušovaným{0}}pohybom sa polotovar dostane do stacionárnej tvarovacej polohy. Stroj pozastaví polotovar na tejto stanici, kým formovací mechanizmus dokončí otvárací cyklus, a potom ho posunie na ďalšiu stanicu.

Samotné otváranie je riešené kombináciou prísaviek a mechanických sklopných ramien. Vákuové poháre priľnú k špecifickým panelom prírezu a roztiahnu ich, čím sa vytvorí počiatočný tvar krabice. Mechanické vodidlá potom držia škatuľu v jej čiastočne otvorenom stave, zatiaľ čo spodné chlopne sú umiestnené na skladanie.

Krok 3: Skladanie spodnej chlopne

Pri čiastočne otvorenom boxe musia byť spodné chlopne zložené do polohy na utesnenie. Ide o čisto mechanickú sekvenciu, ktorá je zvyčajne poháňaná vačkou-poháňanými skladacími doskami alebo servo-poháňanými skladacími ramenami.

Na poradí záleží. Na štandardnom štrbinovom kontajneri (RSC) sa najprv skladajú malé vnútorné chlopne a potom väčšie vonkajšie chlopne. Skladacie dosky tlačia tieto chlopne do plochej, prekrývajúcej sa konfigurácie. Načasovanie sa meria v zlomkoch sekundy-skladacie dosky sa vysúvajú, držia klapky na mieste a zasúvajú sa v koordinovanej sekvencii načasovanej podľa rýchlosti cyklu stroja.

Podľa technickej dokumentácie z Packaging Machinery Manufacturers Institute dosahujú mechanizmy skladania spodnej chlopne na moderných erektoroch opakovateľnosť polohy v rozmedzí ±1,5 mm v rámci výrobných sérií presahujúcich 10 000 cyklov. Túto úroveň konzistencie je ťažké dosiahnuť ručne a priamo ovplyvňuje štrukturálnu integritu utesneného dna.

Krok 4: Spodné tesnenie

Keď sú spodné chlopne zložené naplocho, musia byť zaistené. Existujú dva dominantné spôsoby tesnenia a výber ovplyvňuje konštrukciu stroja aj prevádzkové náklady.

Páska citlivá na tlak{{0} je bežnejšou metódou pre aplikácie na všeobecné-účely. Hlava pásky nanesie vopred stanovenú dĺžku pásky, odreže ju a pritlačí na stredový šev spodných chlopní. Mechanizmus nanášania pásky musí vyvíjať konzistentný tlak, aby sa zabezpečila priľnavosť, čo je obzvlášť dôležité pri prevádzke v chladnejších okolitých teplotách, kde môže dôjsť k zníženiu účinnosti lepidla.

Tavné{0}lepidlo (HMA) používa horúce lepidlo, ktoré sa nanáša na povrchy chlopní pred ich zlisovaním. Takže HMA vytvára silnejšiu väzbu ako páska. A je to lepšie pre ťažké alebo exportné zásielky, kde sa s krabicami môže zaobchádzať hrubo. Nevýhodou je vyššia náročnosť stroja. Takže stroj potrebuje nádrž na lepidlo, vyhrievané hadice a trysky lepidla, ktoré si vyžadujú pravidelné čistenie.

Plne automatický stroj na stavanie škatúľ s horúčavou{0}}tavením zvyčajne zvyšuje náklady na stroj o 15 až 20 percent. Znižuje však náklady na pásku na škatuľku približne o 40 až 60 percent počas troch rokov používania. Tieto údaje pochádzajú z analýzy priepustnosti v časopise Journal of Packaging Technology and Research.

Krok 5: Vybitie a prenos škatule

Nová krabica opúšťa stavač na vynášacom dopravníku. Takže pohyb musí byť dostatočne jemný, aby nepoškodil čerstvé tesnenie. Ale tiež musí byť dostatočne pevná, aby sa krabica dostala zo stroja.

Vynášacie dopravníky majú zvyčajne bočné vodiace lišty, ktoré udržujú krabicu vycentrovanú pri jej pohybe. Takže tieto vodidlá môžu byť prispôsobené rôznym šírkam boxov. Na zariadeniach vyššej kategórie- sa dá zmeniť aj výška vypúšťania. Potom sa môže zhodovať s výškou podávania ďalších strojov za ním, ako sú uzatvárače kufrov, kontrolné váhy alebo robotické nakladače.

Niektoré systémy v mieste vypúšťania integrujú funkciu "squaring box". Pneumatické alebo servo-poháňané platne vyvíjajú krátkodobý tlak na boky škatule, čím sa ubezpečia, že spodné tesnenie je úplne nastavené a geometria škatule je kvadratická predtým, ako sa dostane k čerpacej stanici.

Architektúra riadiaceho systému

Vyššie popísané kroky stroja sú riadené riadiacim systémom, vďaka ktorému všetko funguje spoločne. V strede je programovateľný logický radič (PLC). Takže PLC riadi časovanie každej časti - vákuových ventilov, skladacích dosiek, tesniacich hláv a pohonov dopravníkov.

Obrazovka operátora je zvyčajne dotyková obrazovka HMI (Human{0}}Machine Interface) umiestnená vo výške vhodnej pre pracovníka. Prostredníctvom tejto obrazovky môže pracovník:

Vyberte si z uložených receptov škatúľ (veľkosť, typ klapky, nastavenia tesnenia)

Sledujte počet výroby a stav stroja

Keď sa vyskytne problém, pozrite si informácie o poruche

Zmeňte rýchlosť dopravníka a čas zdržania tesnenia

Industrial Automation Review zaznamenal, že novšie riadiace systémy vzpriamovačov majú teraz viac pripojení k priemyselnému internetu vecí (IIoT). Výrobné údaje - o počte cyklov, protokoly chýb, teplota tesnenia - sa teda môžu odosielať do systémov na vykonávanie výroby (MES) na živé monitorovanie.

Spoločné body zlyhania

Vedieť, ako stroj funguje, tiež znamená vedieť, kde má tendenciu zlyhať. Nasledujú najbežnejšie režimy porúch čerpané zo správ o údržbe odvetvia:

Keď je plne automatický stroj na stavanie boxov tou správnou voľbou

Nie každá prevádzka potrebuje plnú automatizáciu. Ekonomické zdôvodnenie sa zvyčajne stáva presvedčivým, keď ručné formovanie krabíc spotrebuje viac ako jednu-polohu ekvivalentného plného pracovného času (FTE) alebo keď nekonzistentnosť kvality krabíc spôsobuje následné problémy s balením.

Plne automatický stroj na stavanie boxov je veľmi užitočný na miestach, kde:

Denne použijete viac ako 500 až 800 škatúľ. Potom ručné tvarovanie stojí veľa práce.

Veľkosti boxov sa často nemenia. Takže stroj môže bežať dlhú dobu bez mnohých zmien.

Hmotnosť produktu alebo veľkosť krabice sťažuje ručnú manipuláciu pre telo pracovníkov.

Výrobná linka potrebuje krabice v stabilnom čase, ktorý ručné tvarovanie nemôže vždy poskytnúť.

V prípade veľkoobjemových{0}}zmiešaných a nízkoobjemových operácií, pri ktorých sa veľkosti boxov menia niekoľkokrát za smenu, môže čas prestavby potrebný na rekonfiguráciu stavača negovať úsporu práce. V takýchto prípadoch môže byť praktickejšou voľbou poloautomatický stavač alebo ručné tvarovanie pomocou prípravkov.

Požiadavky na údržbu

Ako každý elektrický a mechanický systém, aj stavač škatúľ potrebuje pravidelnú starostlivosť, aby dobre fungoval. Intervaly starostlivosti sú zvyčajne jednoduché. A môžu ich vykonávať vaši vlastní údržbári so základným strojárskym a elektrotechnickým školením.

Medzi každodenné úlohy patrí odstraňovanie kartónového prachu z oblasti podávania, kontrola roztrhnutia vysávačov a zabezpečenie dostupnosti pásky alebo lepidla.

Medzi týždenné úlohy patrí kontrola vzduchového filtra (pre modely so vzduchovým{0}}poháňaním), naolejovanie vodiacich líšt podľa pokynov výrobcu a kontrola zarovnania skladacej dosky.

Štvrťročné úlohy zahŕňajú overenie funkcie vykurovacieho pásu na systémoch horúceho-tavenia, kontrolu napnutia dopravníkového pásu a kontrolu protokolov porúch PLC, či sa neobjavujú nové vzory, ktoré môžu naznačovať vznikajúci problém.

Časopis Journal of Packaging Technology and Research publikoval štúdiu naznačujúcu, že údržba stavača boxov vykonávaná podľa odporúčaného plánu znižuje neplánované prestoje o približne 65 percent počas 24-mesačného prevádzkového obdobia.

Integrácia s nadväzujúcim zariadením

Boxerektor nefunguje izolovane. V typickej automatizovanej baliacej linke sa stavač vykladá na dopravník, ktorý nesie otvorenú krabicu do nakladacej stanice. Vkladanie môže byť manuálne (operátor vkladá produkty do škatule) alebo automatizované (robotickú bunku alebo systém{2}}výplne naplní škatuľu).

Pre automatizované nakladanie je veľmi dôležitá časová zhoda medzi výstupom erektora a nakladacím systémom. Takže stavač musí dávať krabice stabilným tempom. A nakladací systém musí byť pripravený vziať každú škatuľu bez toho, aby sa hromadila alebo zanechávala medzery. Zvyčajne sa to robí kombináciou svetelných senzorov a vzájomnej-komunikácie{4}}stroja medzi PLC.

Pri špecifikácii Plne automatického stroja na stavanie skríň pre integrovanú linku sa uistite, že geometria vykladacieho dopravníka a riadiaca signalizácia sú kompatibilné s nadväzujúcim zariadením. Malé rozdiely v šírke dopravníka, výške vykládky alebo komunikačnom protokole môžu premeniť priamu integráciu do vlastného inžinierskeho projektu.

Výber správnej konfigurácie

Boxové erektory sú dostupné v mnohých konfiguráciách. Proces výberu by sa mal začať jasným pochopením typov škatúľ a príslušných objemov výroby.

Medzi kľúčové parametre výberu patria:

Rozsah veľkostí krabice: Minimálne a maximálne rozmery prírezu, ktoré musí stroj zvládnuť

Produkčná rýchlosť: Maximálny počet kusov-za{1}}minútu

Metóda utesnenia: páska verzus tavné-lepidlo na základe distribučného prostredia a cieľových nákladov

Kapacita zásobníka: Koľko prírezov je možné vložiť naraz (ovplyvňuje frekvenciu doplňovania operátorom)

Metóda zmeny: Manuálna úprava verzus nástrojová-menej rýchla{1}}výmena (ovplyvňuje flexibilitu operácií s viacerými-SKU)

Plne automatický stroj na stavanie škatúľ so servo{0}}nastaviteľnosťou môže skrátiť čas výmeny z 20 na 30 minút (manuálne) na menej ako 5 minút, podľa benchmarkov zverejnených databázou priemyselných štandardov PMMI. Pre prevádzky s viacerými veľkosťami boxov za smenu môže byť táto schopnosť primárnou hnacou silou hodnoty zariadenia.

FAQ

Dokáže jeden erektor zvládnuť viacero veľkostí boxov?
Áno, väčšina plne automatických modelov je nastaviteľná. Rozsah nastavenia sa líši podľa stroja. Niektoré pokrývajú úzky rozsah (napr. len malé a stredné boxy); iné pokrývajú široký rozsah (napr. 6×4×4 palce až 24×16×16 palcov). Zmena môže byť ručná alebo servo{13}}v závislosti od modelu.

Čo sa stane, ak sa počas výroby zasekne polotovar?
Stroj sa zastaví a na obrazovke HMI sa zobrazí chyba. Potom pracovník odstráni zaseknutie, vyberie všetky poškodené prírezy a reštartuje cyklus. Ak k zaseknutiu dochádza často, znamená to problém s nastavením. Môže to byť napätie zásobníka, kvalita polotovaru alebo úroveň vlhkosti. Takže by ste to mali opraviť, aby sa to už neopakovalo.

Stojí za horúca-tavba za dodatočné náklady?
Pre ťažké produkty alebo drsné prepravné podmienky áno. Horúca-tavba vytvára spoj, ktorý sa pri namáhaní neotvára tak ľahko ako páska. Ale pre ľahké produkty s kontrolovaným dodávaním zvyčajne stačí páska. A páska stojí na začiatku menej.

Koľko podlahovej plochy potrebuje erektor?
Typický plne automatický stavač zaberá približne 6 až 10 stôp dĺžky dopravníka a šírky 3 až 5 stôp, v závislosti od modelu. Poskytnite dodatočný priestor pre prístup operátora a vkladanie časopisov.

Dá sa erektor po inštalácii premiestniť alebo prekonfigurovať?
Áno, ale vyžaduje si to plánovanie. Stroj je priskrutkovaný k podlahe, pripojený na elektrické a (v niektorých prípadoch) prívody stlačeného vzduchu. Premiestnenie je možné, ale vyžaduje elektrické odpojenie, mechanickú demontáž a opätovné uvedenie do prevádzky na novom mieste.

Záver

Plne automatický stroj na stavanie boxov nahrádza opakujúcu sa, fyzicky náročnú manuálnu úlohu opakovateľnou automatizovanou sekvenciou. Postup-po-kroku{2}}procesu-nakladania zásobníka, oddeľovania polotovarov, prenášania a otvárania, skladania chlopní, spodného utesňovania a vybíjania-sa spolieha na presné mechanické načasovanie a vákuovú fyziku, ktorá spolupracuje. Keď je zariadenie správne špecifikované a udržiavané, poskytuje konzistentnú kvalitu krabice pri rýchlostiach, ktorým sa manuálne tvarovanie nemôže rovnať.

Rozhodnutie o automatizácii montáže boxu je v konečnom dôsledku otázkou objemu, požiadaviek na konzistenciu a nákladov na prácu. Pre operácie, ktoré prekročili rozsah, v ktorom má zmysel ručné tvarovanie, je stavač základnou súčasťou automatizácie balenia,-ktorá sa oplatí nielen úsporou práce, ale aj odstránením variability, ktorá prichádza s ľudskou únavou.

Zdroje:

Packaging Machinery Manufacturers Institute - Technické normy a prevádzkové pokyny pre zariadenia na stavanie debničiek.

Journal of Packaging Technology and Research - Štúdie porovnávania nákladov na analýzu výkonnosti a metódu tesnenia.

Prehľad priemyselnej automatizácie - Architektúra riadiaceho systému a integrácia IIoT v baliacich strojoch.

International Journal of Advanced Manufacturing Technology - Analýza režimu zlyhania separácie prázdneho priestoru vo vysokorýchlostných{1}}montážnych systémoch.

Databáza priemyselných štandardov PMMI - Referenčné hodnoty času prechodu pre nastaviteľné vybavenie na montáž puzdier.