Darbo efektyvumas padidintas daugiau nei 300%! Naujasis cigarečių pakelių tikrinimo įrenginys yra toks efektyvus!
Šiuo metu gatavų cigarečių pakuočių lipnumo tikrinimas yra visiškai rankinis. Bandymo procesą sudaro trys pagrindiniai etapai: medžiagos paruošimas, popieriaus klijavimas ir nulupimo{1}}vertinimas, apimantis daugiau nei dešimt procedūrų, tokių kaip mėginio pjaustymas, klijų užtepimas, presavimas, palaikymas, lupimas ir įvertinimas, visa tai priklauso nuo rankų darbo. Šis tradicinis bandymo metodas turi problemų, tokių kaip netikslūs klijų kiekiai, netolygus tepimas, netinkamas popierius ir nepakankamas spaudimas, todėl bandymai trunka ilgai, dažnai atliekami pakartotiniai bandymai, didelis darbo intensyvumas, mažas efektyvumas ir kai kurių šildymo įrenginių saugos pavojus. Siekdama išspręsti šias problemas, „Changde Jinpeng Printing Co., Ltd.“ (toliau – „Changde Jinpeng“) priėmė „bendrą tiekėjų ir vartotojų pramonės grandinių įmonių proveržį“. Mokydamiesi-svetainėje ir kartu diegdami naujoves, jie sėkmingai sukūrė įrenginį, skirtą pakavimo popieriaus lipnumo tikrinimui. Šiame straipsnyje sistemingai paaiškinamas šio įrenginio kūrimo pagrindas, techniniai sprendimai, įgyvendinimo efektai ir galimi pritaikymai, siekiant pateikti technologinių naujovių kokybės tikrinimo pramonėje nuorodą.
Techninis pagrindas ir problemų analizė
01/ Klijų charakteristikų techninė konotacija
Klijų savybės, remiantis sukibimo trūkumo mechanizmu, yra suklijavimo etapo imitavimas formuojant cigarečių pakuotę, kai sujungiami du mėginiai, o po to destruktyviai nulupami. Jei klijai ištraukia popieriaus pluoštus, klijų savybės yra tinkamos. Šis efektyvumo rodiklis tiesiogiai atspindi klijų ir popieriaus pagrindo suderinamumą ir yra pagrindinis parametras, užtikrinantis pakuotės struktūros stabilumą.
02/ Tradiciniai testavimo metodai ir esamos problemos
Šiuo metu prieš išvežant iš gamyklos visi cigarečių dėžutės pakavimo gaminiai turi būti išbandyti klijuojant. Bandymo procesą galima suskirstyti į tris pagrindinius etapus: „medžiagos paruošimas“, „popieriaus klijavimas“ ir „nuplėšimo įvertinimas“. Konkreti procedūra apima: paimkite bandinį, kurį reikia tirti, iš mėginio maišelio → supjaustykite lipniąją bandinio plotą iki 20 mm × 50 mm dydžio → švirkštu patraukite klijus (kaip parodyta 1 paveiksle) → nulašinkite klijus ant nurodytos vietos → tolygiai paskleiskite klijus švariu lašintuvu → sulygiuokite ir pritvirtinkite popieriaus nugarėlę su klijuojamu įtaisu → kaip parodyta paveikslėlyje 2) sėdėkite 30 minučių → rankiniu būdu visiškai nulupkite du surištus paviršius → vizualiai įvertinkite, ar popieriaus pluoštai nepažeisti.
1 pav. Rankinis gelio siurbimas
2 pav. Karšto sandarinimo presas
Atlikus analizę, aukščiau pateiktas visiškai rankinis valdymo procesas turi šias problemas:
(1) Mažas efektyvumas: pavieniai tyrimai laboratorijoje užtrunka per ilgai, o visas procesas trunka apie 35 minutes. Gavus užklausą atlikti patikrinimą, tenka ilgai laukti atsiliepimų, kurie negali patenkinti-gamybos stebėjimo realiuoju laiku poreikių.
(2) Pavojai saugai: kai kurie bandymo etapai apima šildymo įrangą, o rankinis valdymas kelia nudegimų ir elektros pavojų.
(3) Nepakankamas tikslumas: dabartiniai bandymo metodai yra gana grubūs. Klijų kiekio kontrolė priklauso nuo operatoriaus patirties, o dangos vienodumas negali būti garantuotas, todėl bandymo duomenys nėra tikslūs, todėl sunku palaikyti rafinuotą kokybės kontrolę.
(4) Didelis pakartotinio tikrinimo dažnis: visas procesas atliekamas rankiniu būdu, o pagrindiniai veiksmai (pvz., klijų grandymas, lygiavimas ir presavimas) yra linkę į klaidas, dėl kurių eksperimentas nepavyksta. Pakartotinių patikrinimų dažnis siekia net 50%, o tai ne tik padidina darbo krūvį, bet ir eikvoja testavimo išteklius.
Apibendrinant galima teigti, kad tradiciniai rankiniai testavimo metodai nebetinka šiuolaikinės cigarečių pakelių pramonės tikslios ir efektyvios kokybės kontrolės reikalavimams. Reikia skubiai sukurti standartizuotą automatizuotą testavimo įrenginį, kuris iš esmės pašalintų žmogaus trukdžius.
Sprendimas ir techniniai principai
01/ Tyrimo tikslai ir bendras požiūris
Siekdama išspręsti minėtas problemas, mūsų projekto komanda iškėlė tokį plėtros tikslą: sukurti pakavimo popieriaus klijų efektyvumo tikrinimo įrenginį, kuris standartizuoja ir automatizuoja testavimo procesą, efektyviai kontroliuoja klijų kiekį ir vienodumą, užtikrina saugų ir tvirtą šildomą presavimą, ženkliai pagerina bandymų efektyvumą ir duomenų patikimumą. Bendras techninis požiūris yra integruoti tokias funkcijas kaip klijų grandymas, perkėlimas, kaitinimas ir presavimas į vieną įrenginį, paverčiant išsklaidytas rankines operacijas į nuolatinį automatizuotą procesą; pasiekti tikslų pagrindinių proceso parametrų valdymą naudojant tikslią mechaninę struktūrą; ir pašalinti žmogiškuosius veiksnius taikant standartizuotas darbo procedūras.
02/ Įrenginio struktūrinis projektavimas
Sukurtas pakavimo popieriaus klijų efektyvumo tikrinimo įrenginys priklauso pakuočių klijavimo technologijos sričiai ir daugiausia apima tris funkcinius modulius, kaip parodyta 3 pav.
3 pav. Pakavimo popieriaus lipniųjų savybių tikrinimo įtaisas (kairėje: schema, dešinėje: tikrasis įrenginys)
(1) Pagrindas: tarnauja kaip viso įrenginio atraminė platforma, integruojanti grandymo mechanizmo, riedėjimo mechanizmo ir laminavimo mechanizmo montavimą. Tai užtikrina, kad kiekvieno funkcinio modulio erdvinė padėtis būtų tiksliai suderinta, o tai įgalina nuolatinius testavimo procesus.
(2) Grandymo mechanizmas: naudojamas klijų pertekliui iš klijų šepetėlio lovelio nubraukti į perpildymo lovelį ir klijams išlyginti. Šis mechanizmas turi tikslų grandiklio tarpo reguliavimo įtaisą, leidžiantį valdyti klijų sluoksnio storį iš anksto nustatytame diapazone, užtikrinant vienodą ir pastovų storį.
(3) Valcavimo mechanizmas: naudojamas pakavimo popieriui prispausti ant klijų sluoksnio po grandymo, perkeliant klijus ant popieriaus. Mechanizmas valdomas pavaros bloku, kuris užtikrina, kad volas veiktų pastovų greitį ir slėgį, pašalina greičio svyravimus ir netolygų slėgį, atsirandantį dėl rankinio riedėjimo.
(4) Laminavimo mechanizmas: naudojamas atliekant klijų bandymus, kad būtų taikomas kontroliuojamas laminavimo slėgis ir laikas popieriui, kuris buvo suklijuotas ir perkeltas į laminavimo lovelį, imituojant laminavimo procesą faktinėje spausdinimo ir pakavimo gamyboje. Šiame mechanizme yra elektrinis šildymo modulis, skirtas tiksliai valdyti presavimo temperatūrą ir laiką.
03/ Standartizuotas testavimo procesas
Remiantis sukurtu įrenginiu, buvo nustatytas toks standartizuotas testavimo procesas:
(1) Mėginių ėmimas: vienoje partijoje turėtų būti imami mažiausiai 5 lapai. Mėginiai turi būti plokšti, nepažeisti, neprilipti ir atitikti ne mažiau kaip 300 mm × 300 mm dydžio reikalavimą. Kiekviename pavyzdyje turi būti nurodyta popieriaus grūdelių kryptis ir priekinė / galinė pusė, ir jis turi būti užplombuotas maišelyje.
(2) Temperatūros ir drėgmės kondicionavimas: mėginiai turi būti kondicionuojami GB/T 10739 nurodytomis sąlygomis, kad būtų pašalintas aplinkos poveikis rezultatams.
(3) Mėginio pjovimas: supjaustykite mėginius į 1 pavyzdį (98 mm × 42 mm) ir 2 pavyzdį (98 mm × 50 mm), užtikrindami, kad ilgoji pusė (98 mm) būtų lygiagreti grūdelių krypčiai, kad gamybos metu būtų suderinta su jėgos krypčiais.
(4) Klijų įpurškimas: naudokite klijų dozatorių, kad ištrauktumėte išmatuotą bandomųjų klijų kiekį ir įpurkškite jį į klijų uždėjimo modulio taškinių klijų rezervuarą.
(5) Klijų grandymas: grandiklis automatiškai nubraukia klijų perteklių aplink taškų rezervuarą į perpildymo lovelį ir išlygina jį, sudarydamas vienodą klijų sluoksnį.
(6) Klijų užtepimas: 1 pavyzdį (98 mm × 42 mm) įdėkite į klijų užtepimo modulį popieriaus priekine puse į viršų. Įjunkite valcavimo mechanizmą, kad mėginys būtų prispaustas ant išlyginto klijų sluoksnio pastoviu greičiu ir slėgiu, užtikrinant tolygų klijų perdavimą.
(7) Sukibimas: nuimkite priklijuotą 1 pavyzdį ir įdėkite jį į jungiamojo modulio elektrinio šildymo modulio griovelį, klijais puse į viršų, lygiagrečiai su 2 pavyzdžio priekine puse. Nustatykite elektrinio šildymo modulio temperatūrą ir įjunkite karšto -presavimo įrenginį, kad kartu suspaustumėte 1 pavyzdį ir 2 pavyzdį.
(8) Mėginio montavimas: paimkite surištą mėginį iš klijų užtepimo įrenginio. Įkiškite vieną 2 mėginio galą į fiksuotą lupimo testerio angą, o kitą 1 mėginio galą suspauskite traukos įtaisu.
(9) Atplėšimo bandymas: kaip parodyta 4 paveiksle, su traukos įtaisu naudokite 150 laipsnių atsitraukimo kampą ir 600 mm/s bandymo greitį. Užrašykite lupimo jėgos kreivę ir nustatykite gedimo režimą (popieriaus pluošto gedimas arba klijų sluoksnio sąsajos gedimas).
4 pav. Cigarečių pakelio lupimo testas
04/ Pagrindiniai technologijų laimėjimai
Šis įrenginys pasiekė technologinių laimėjimų šiose trijose srityse:
(1) Integruotas dizainas: integruodamas tris pagrindinius funkcinius modulius-klijų grandymas, valcavimas ir laminavimas-į vieną pagrindą, jis standartizuoja visą procesą atliekant klijų veikimo eksperimentus, įskaitant klijų tepimą, lipniojo sluoksnio išlyginimą, klijų perkėlimą ir laminavimą, pašalinant klaidas tarp etapų.
(2) Tikslus parametrų valdymas: grandymo mechanizmas užtikrina, kad klijų sluoksnis būtų vienodo storio (paklaida Mažiau arba lygi 0,01 mm); riedėjimo mechanizmas, varomas servo sistemos, valdo volelius, kad klijai būtų pernešami pastoviu greičiu ir slėgiu, greičio tikslumas ±0,1 mm/s, o slėgio tikslumas ±0,5 N; laminavimo mechanizmas gali tiksliai reguliuoti laminavimo slėgį (±1N), temperatūrą (±1 laipsnis) ir laiką (±0,1s), tiksliai imituodamas faktines gamybos sąlygas.
(3) Standartizuotas veikimas: visos operacijos nustatomos naudojant žmogaus{1}}mašinos sąsają, o po vieno-spustelėjimo pradžios visas procesas baigiamas automatiškai. Tai visiškai pašalina defektus, atsiradusius dėl rankinio veikimo, tokius kaip netikslus klijų kiekis, netolygus užtepimas, netinkamai išlygiuotas popierius ar nepakankamas spaudimas, užtikrinant bandymo rezultatų pakartojamumą ir palyginamumą. Testavimo prieš-ir -po bandymo palyginimas parodytas 5 paveiksle.
5 pav. Patikrinimo procesų palyginimas prieš ir po tobulinimo
Techninis efektyvumas ir duomenų analizė
01/ Efektyvumo didinimo analizė
Po daugelio praktinių{0}}patvirtinimo ir praktinių bandymų prietaisas žymiai pagerino tikrinimo efektyvumą. Bendras patikrinimo laikas per praėjimą sumažintas nuo 2057 sekundžių taikant tradicinius rankinius metodus iki 442 sekundžių, todėl darbo efektyvumas padidėjo 365,38%. Viso tikrinimo proceso sėkmės rodiklis pasiekė 100 %, o pakartotinio patikrinimo{7} rodiklis sumažėjo nuo 50 % iki 0, todėl labai sumažėjo testuojančio personalo darbo intensyvumas.
02/ Aptikimo tikslumas ir patikimumas
Kliento įvertinimas: "Šis įrenginys yra moksliškai ir pagrįstai suprojektuotas, lengvai valdomas, labai tikslus ir labai stabilus. Jis veiksmingai įveikia tokias problemas kaip aptikimo delsa ir duomenų paklaida, aptikta taikant ankstesnius rankinio tikrinimo metodus, todėl suteikia tvirtą techninę paramą mūsų pastangoms stiprinti pakavimo popieriaus klijų kokybės kontrolę."
03/ Saugumo patobulinimai
Atliekant tradicinį rankinį testavimą, naudojami karščio sandarikliai ir kita šildymo įranga, kelianti nudegimų ir elektros saugos pavojų. Šiame įrenginyje šildymo modulis integruotas į uždarą sudėtinį mechanizmą, turintį šilumos izoliacijos apsaugą ir automatinį temperatūros valdymą, todėl operatoriams nereikia liesti aukštos temperatūros komponentų, todėl visiškai pašalinama nudegimų rizika.
Socialinė nauda ir taikymo vertė
01/ Tiesioginė ekonominė nauda
Šis prietaisas gali veiksmingai sumažinti laužo ir perdirbimo nuostolius pakuočių gamyboje, iš anksto numatydamas popieriaus surišimo poveikį. Remiantis skaičiavimais, jei šis prietaisas bus reklamuojamas visoje pramonėje, gatavų gaminių laužo, kurį sukelia klijų problemos pakuočių pakavimo įmonėse, kiekis gali sumažėti nuo vidutiniškai 5,7 % iki mažiau nei 2 %. Tuo pačiu metu patobulintas tikrinimo efektyvumas gali sutaupyti daug darbo sąnaudų ir sumažinti darbo sąnaudas per patikrinimą apie 80%.
02/ Technologinio lyderio vaidmuo
Standartizuotas šio prietaiso veikimas gali išmatuoti skirtingų tipų klijų sukibimą, efektyviai parinkti ir pritaikyti klijų formules specializuotiems cigarečių pakelių popieriaus, rašalo ir laminavimo procesams, sutrumpinti klijų parinkimo ir sudėties tobulinimo MTTP ciklą, tiksliai išspręsti praktines problemas, tokias kaip klijų pašalinimas, deformacija, popieriaus klijų perpildymas ir sukibimas cigarečių pakelių gamyboje, cigarečių pakelių klijavimo sistemos sukibimas.
03/ Pramonės grandinės sinergija
Įgyvendinant projektą taikomas bendras pramonės grandinės mokslinių tyrimų modelis, integruojant klijų mokslinius tyrimus ir plėtrą, vidutinės srovės cigarečių pakelių spausdinimą ir gamybą bei tolesnius cigarečių pakuočių gamintojus, turinčius techninius, talentingus ir įrangos išteklius. Kiekviename etape ji suardo informacines ir technines kliūtis, sudarydama visą-grandinę techninio optimizavimo sistemą nuo žaliavų iki gatavų produktų, paskatindama visą cigarečių pakelių pramonę siekti didesnio efektyvumo, tikslumo ir intelektualumo bei sustiprinti pagrindinį pramonės konkurencingumą.
04/ Indėlis į pramonės standartizavimą
Šis projektas sėkmingai sukūrė pirmąjį šalyje pakavimo popieriaus klijų efektyvumo tikrinimo įrenginį, pirmiausia pasiekdamas pramonę. Siekdama atitikti suvienodintas technines specifikacijas, kurių reikalauja įvairios pramonės įmonės ir bandymų institucijos, projekto komanda standartizavo tyrimų rezultatus, skatino sulankstomų kartoninių dėžių ir žaliavų bei pagalbinių medžiagų (popieriaus) pakavimo ir spausdinimo pramonėje techninius proveržius ir kokybės gerinimą bei sustiprino koordinuotą tiekėjų ir vartotojų įmonių paskirstymo ir inovacijų galimybes.
Ateityje tyrėjų komanda ir toliau optimizuos prietaiso intelekto lygį, kurs automatinę vertinimo sistemą, pagrįstą mašinos matymu, sieks visiškai nepilotuojamo klijų veikimo tikrinimo ir nagrinės, kaip išplėsti prietaiso pritaikymą kitoms pakavimo medžiagoms (pvz., plastikams ir metalinėms folijoms) sukibimo testavimui, taip prisidedant prie technologinių naujovių pakuočių pramonės kokybės tikrinimo srityje.