Membuat beg jinjing-sama ada kertas, plastik atau fabrik bukan tenunan-melibatkan satu siri langkah: memotong, mengedap, melipat dan kemasan. Langkah-langkah ini menukar bahan mentah yang digulung secara berterusan ke dalam beg siap untuk kegunaan runcit atau kilang. Menambah pemegang dan memasang tampalan adalah tugas mekanikal yang paling sukar dalam langkah ini. Pembuat beg jinjing mesti menggerakkan rangkaian beberapa bahan sekaligus, menggunakan gam atau pengedap haba dengan ketepatan yang tinggi, dan mengekalkan kelajuan lebih daripada 150 beg seminit. Untuk memahami cara mesin ini mengendalikan pemasukan dan tampalan secara automatik, kita perlu melihat bahagian mekanikal, sistem penderia dan tetapan kawalan yang berfungsi bersama.
Garis Dasar: Pembentukan Badan Beg
Beg mesti dibuat sebelum pemegang atau tampalan ditambah. Dalam pembuat beg plastik standard, filem itu jatuh dari gulungan besar, dilipat menjadi bentuk tiub dan mengelak di bahagian bawah. Bilah pemotong menghiris paip ke dalam poket berasingan pada panjang yang sesuai. Setiap beg kemudian bergerak ke hadapan pada tali pinggang penghantar atau sistem rantai, bersedia untuk langkah seterusnya.
Penjajaran beg apabila ia mencapai pemegang atau stesen pembaikan adalah kunci kepada semua kerja seterusnya. Jika beg itu jatuh sebanyak 2mm atau 3mm, pengendalian atau tampalan akan terus menjadi salah, menjadikan beg buruk. Penjajaran dicapai melalui panduan mekanikal, fotoreseptor yang membaca cetakan pada filem dan sistem penghantaran-servo untuk melaraskan kedudukan beg semasa ia bergerak. keperluan ketepatan ini dilindungi oleh ISO 21848. Ia menetapkan had saiz untuk mesin pembungkusan fleksibel.
Kemasukan Pemegang: Penyediaan Bahan dan Penyuapan
Kemasukan pemegang automatik bermula dengan bekalan bahan yang berasingan: segulung bahan rata-seperti pita kertas, reben plastik atau jalur filem yang dipotong-menjadi pemegang beg. Bahan pemegang mesti dipotong pada panjang tertentu, dan jika pemegang gelung diperlukan, lipat dan letakkan di tempat yang betul dalam beg sebelum menyambung.
Dalam pembuat beg untuk beg bulat, jalur pemegang terlebih dahulu dipotong mengikut panjang yang sesuai untuk tab lampiran gelung pemegang. Band itu kemudiannya dilipat menjadi bentuk U atau D menggunakan meja lipat mekanikal dengan plat panduan dan rel panduan. Bentuk lipatan mestilah sama setiap kali. Perubahan dalam lipatan mengubah panjang pemegang, menjadikannya tidak sekata. Sistem lipatan terkawal servo-telah menggantikan folder mekanikal-cam dalam mesin yang lebih baharu. Ini kerana sistem servo membenarkan saiz lipatan ditukar secara elektronik tanpa perlu menggantikan bahagian.
Tetulang tampalan-meletakkan segi empat tepat kecil bahan pada titik lampiran pemegang untuk menyebarkan beban dan menghalang pemegang daripada mengoyakkan membran beg-mengikat rangkaian bahan tampalan yang berasingan dan memotongnya menjadi tampalan individu. Tampalan biasanya dipotong menggunakan acuan berputar dan andas digunakan untuk memotong tampalan. Ini membolehkan tampalan saiz yang sama dihasilkan pada kelajuan yang sama. Tampalan itu kemudiannya dialihkan ke dalam beg menggunakan cawan sedutan vakum atau lekapan mekanikal. Ini meletakkan tampalan betul-betul di atas titik lampiran pemegang.
Masyarakat jurutera pembuatan telah menulis kertas kerja mengenai sistem penyuapan bahan yang dipacu servo-dalam proses mekanikal. Ia menunjukkan bahawa apabila menggunakan penyuap servo untuk-masa sebenar kawalan ketegangan rangkaian bahan, ketepatan penjajaran ± 0.5 milimeter boleh dicapai pada kadar 200 pusingan seminit. Tahap ketepatan ini adalah kunci kepada peletakan tampalan. Tampalan mesti menutup sepenuhnya kawasan lampiran pemegang untuk memberikan tetulang yang baik.
Operasi Ikatan: Pelekat, Pengedap Haba atau Kimpalan Ultrasonik
Sebaik sahaja pemegang dan tampalan pada beg diletakkan, ia mesti diikat. Dalam mesin membuat beg tote, terdapat tiga jenis kaedah ikatan yang biasa digunakan. Mengikut bahan pembungkusan, kekuatan ikatan yang diperlukan, kelajuan pengeluaran dan faktor lain untuk dipilih.
Penggunaan leburan panas adalah kaedah yang paling fleksibel. Ia sesuai untuk melekatkan pemegang dan tampalan pada kertas,-kain bukan tenunan dan beberapa beg plastik. Tangki gam yang dipanaskan mengepam pelekat cair melalui muncung boleh atur cara. Muncung ini meletakkan corak gam pada beg atau pada label pemegang. Corak muncung-biasanya segi empat tepat, berganda-berwayar atau bertitik-dikawal oleh injap solenoid, yang membuka dan menutup semasa mesin beredar. Suhu dan jumlah gam mestilah sesuai. Terlalu sedikit gam, terlalu lemah, boleh pecah di bawah berat. Terlalu banyak gam boleh menyebabkan penyemperitan yang mengotorkan mesin dan permukaan beg kain.
Apabila beg dan pemegang adalah daripada jenis filem termoplastik yang sama, gunakan pengedap haba. Panaskan meterai dan tekan pemegang ke beg. Ini mencairkan titik sentuhan plastik dan membentuk kimpalan. Tetapan meterai-suhu, tekanan dan masa-mesti ditetapkan untuk filem tertentu. ASTM F88 menyediakan kaedah ujian standard untuk mengukur kekuatan pengedap bahan fleksibel. Pengeluar mesin menggunakan ujian ini untuk menyemak tetapan pengedap dalam pengawal mesin.
Kimpalan ultrasonik adalah kaedah pembungkusan yang agak baru, terutamanya sesuai untuk beg bukan tenunan. Pembesar suara ultrasonik bergetar pada 20 hingga 40 kHz. Ini menghasilkan haba geseran pada titik sentuhan antara tag pemegang dan beg. Pemanasan tempatan boleh dikimpal tanpa haba tambahan atau gam. Kimpalan ultrasonik mempunyai kelebihan kebersihan, hambar dan tiada kerosakan haba pada bahan sekeliling. Ini penting untuk penggunaan-beg gred makanan. NIST menerbitkan kerja untuk menetapkan parameter kimpalan ultrasonik untuk bahan bukan tenunan termoplastik. Mereka mendapati kekuatan kimpalan berkait rapat dengan amplitud getaran dan tekanan pengapit. Tetapan terbaik boleh berbeza-beza bergantung pada jenis polimer.
Penyegerakan: Seni Bina Kawalan
Cabaran utama dengan penyisipan pemegang automatik dan pemprosesan tampalan ialah pemasaan. Beg, bahan pemegang, bahan tampalan dan mekanisme ikatan semuanya mesti berada dalam kedudukan yang sama pada masa yang sama, bergerak pada kitaran demi kitaran kelajuan tinggi, tanpa ruang untuk kesilapan pemasaan. Pemasaan ini dilakukan melalui persediaan kawalan berlapis.
Di bahagian atas, pengawal logik boleh atur cara (PLC) atau pengawal gerakan bertindak sebagai jam utama mesin. Pengawal memberi isyarat lokasi utama-biasanya daripada pengekod atau kili elektronik maya pada aci talian pemacu utama-untuk menentukan sudut gelung mesin. Setiap motor servo dalam mesin mengikut kedudukan utama ini dan mengira pergerakannya mengikut kedudukan utama. Apabila kedudukan hos menunjukkan bahawa beg telah mencapai kedudukan pemegang, pemegang yang menyuap ke dalam servo memecut untuk menghasilkan pemegang, tampalan memotong dan memindahkan servo untuk menghasilkan tampalan dan sistem ikatan terbuka-semuanya dalam milisaat.
Persatuan Elektronik Perindustrian IEEE telah menulis artikel mengenai evolusi teknologi aci talian elektronik dalam mesin penukaran. Mereka menunjukkan bahawa sistem servo teragih moden boleh mengawal masa objek dalam ±0.1 darjah putaran aci induk. Ini adalah sama seperti pemasaan sub-milisaat pada kelajuan mesin biasa. Tahap ketepatan inilah yang memungkinkan untuk memasukkan pemegang automatik sepenuhnya pada kadar keluaran yang tinggi. Sistem mekanikal lama yang menggunakan cam, gear dan tali pinggang masa boleh melakukan ini hanya dengan banyak bahagian mekanikal dan sedikit ruang untuk menukar.
Maklum Balas Sensor dan Jaminan Kualiti
Masa sahaja tidak mencukupi. Mesin juga mesti menyemak bahawa setiap langkah adalah betul dan enggan memproses atau menampal beg yang tidak. Setiap stesen mempunyai set penderia untuk maklum balas masa sebenar-.
Apabila penderia Fotoelektrik memasuki meja lipat, ia menyemak sama ada bahan pemegang ada di sana dan di tempat yang betul. Jika penderia menunjukkan bahawa jalur pemegang hilang atau tidak sejajar, pengawal boleh mencetuskan kerosakan dan menghentikan mesin sebelum beg buruk terbentuk. Sistem visual-kamera kecil dengan perisian analisis imej-semakin banyak digunakan untuk menyemak peletakan tampalan dan corak gam bentuk. Sistem visual mengambil gambar setiap beg semasa ia melalui titik pemeriksaan dan membandingkannya dengan imej rujukan. Beg yang berbeza-beza terlalu banyak ditandakan untuk penyingkiran shunt kemudian.
Rangka kerja HACCP FDA, walaupun pada asalnya direka untuk keselamatan makanan, telah digunakan oleh pembuat mesin sebagai model untuk menghentikan kecacatan. Dengan memasukkan langkah pemasukan pemegang dan pengeposan sebagai titik kawalan utama, dan menambahkan pengesanan automatik pada setiap langkah, pengilang boleh menunjukkan bahawa pembuat beg mereka menyediakan output yang stabil dan tanpa cacat yang boleh dikesan kembali untuk menetapkan tetapan proses
Variasi Pengendalian Tampalan: Tampalan Pengukuhan dan Tampalan Tetingkap
Pemprosesan tampalan dalam pembuat beg tote berfungsi dua cara berbeza, menggunakan bahagian mekanikal yang sama tetapi dengan cara yang berbeza. Seperti yang dinyatakan sebelum ini, tampalan Tetulang terletak di titik lampiran pemegang untuk menyebarkan beban. Tampalan tetingkap-segi empat tepat filem lutsinar yang diletakkan di atas lubang dalam beg untuk mencipta tetingkap lutsinar-memerlukan tetapan kedudukan yang berbeza tetapi menggunakan sistem suapan, pemotongan dan ikatan tampalan yang sama.
Mampu mengendalikan kedua-dua jenis tampalan pada mesin yang sama adalah ciri reka bentuk pembuat beg mudah alih yang fleksibel. Gulungan bahan tampalan boleh ditukar daripada stok tetulang legap kepada filem tingkap lutsinar. Acuan pemotongan juga boleh ditukar ganti untuk membuat tampalan dengan saiz yang berbeza. Kawalan dikemas kini agar sepadan dengan saiz tampung baharu dan tetapan ikatan. Fleksibiliti ini membolehkan satu mesin menghasilkan pelbagai gaya beg beg tanpa banyak perubahan mekanikal-beg berbentuk cincin-dengan tompok tetulang, beg-die dengan tompok tingkap atau tampalan-beg sahaja tanpa.
Kajian oleh Institut Jentera Pembungkusan Michigan State University melihat seberapa cepat pembungkus pelbagai fungsi bergerak dari satu kerja ke satu pekerjaan. Mereka mendapati bahawa mesin dengan-servo didorong, sistem pengendalian tampalan boleh atur cara mengurangkan masa penukaran sebanyak 60 hingga 75%% berbanding sistem yang dikawal secara mekanikal. Pengurangan dalam masa pertukaran ini secara langsung meningkatkan penggunaan mesin dan mengurangkan sisa semasa bertukar antara produk dijalankan.
Kelajuan, Penyelenggaraan dan Had Automasi
Kelajuan maksimum pembawa beg dengan sisipan pemegang automatik tidak ditetapkan oleh mana-mana satu komponen. Ia ditentukan oleh jumlah masa yang dibenarkan oleh semua langkah dalam kitaran. Pada 150 beg seminit, mesin melengkapkan kitaran lengkap setiap 400 milisaat. Pada masa ini, beg mesti berada di tempatnya, pemegang mesti dipotong dan dilipat, tampalan mesti dipotong dan dipindahkan, gam mesti digunakan, sistem ikatan mesti ditekan dan dilonggarkan, dan beg siap mesti dihantar ke kawasan pengumpulan. Setiap langkah menggunakan sebahagian daripada belanjawan 400-milisaat. Selebihnya masa-masa antara penghujung satu langkah dan permulaan langkah seterusnya-adalah kusyen masa untuk menyerap perubahan kecil.
Apabila kelajuan meningkat, kusyen pemasaan menjadi lebih kecil dan lebih kecil. Pada 200 beg seminit, masa kitaran menurun kepada 300 milisaat. Gasket mungkin tidak mencukupi untuk mengendalikan perubahan biasa dalam penyusuan bahan, pengeringan gam atau tindak balas penderia. Mesin lebih sensitif kepada kualiti bahan, suhu bilik dan kehausan mesin. Keperluan penyelenggaraan lebih kerap dan kecacatan rawak lebih berkemungkinan.
Piawaian jentera pembungkusan OMAC, yang dicipta di bawah IEEE, menyediakan sistem untuk kawalan status mesin dan mencari kesalahan. Ini membantu pengendali mengenal pasti dan menyelesaikan masalah pemasaan dengan cepat. Mesin yang mengikut piawaian OMAC memaparkan data diagnostik terperinci --termasuk pengukuran masa di setiap tapak dan log yang berubah dari semasa ke semasa. Ini membolehkan penyelenggaraan awal dan penalaan halus proses.
Kesimpulan
Pembuat beg jinjing mengguna pakai servo servo-sistem pemotongan dan lipatan suapan bahan terdorong servo, unit ikatan boleh atur cara boleh atur cara pemeriksaan kualiti penderia kawalan pemasaan masa berlapis merealisasikan pemasukan pemegang automatik dan pemprosesan tampalan. Mesin menggerakkan beberapa rangkaian bahan-beg, palang pemegang, tampalan dan gam-dalam gelung yang ketat dan bermasa berulang ratusan kali seminit. Peralihan daripada sistem pemacu cam mekanikal kepada servo-sediaan boleh atur cara yang terkawal telah mengubah mesin ini daripada alat-sekali guna kepada platform pengeluaran fleksibel yang boleh mengendalikan berbilang gaya beg dengan sedikit perubahan masa. Langkah seterusnya bukan mekanikal. Ia mengenai kepintaran perisian, yang menambah baik masa, meramalkan bila penyelenggaraan perlu dilakukan dan melaraskan apabila perubahan besar berlaku. Dengan kemajuan dalam sistem kawalan dan teknologi penderia, langkah seterusnya ialah bergerak ke hadapan.
Rujukan
- Pertubuhan Antarabangsa untuk Standardisasi.ISO 21848 - Pembungkusan - Beg Pembungkusan Fleksibel-Membuat Jentera - Toleransi Dimensi. Geneva: ISO, 2019.
- Persatuan Jurutera Pembuatan. "Servo-Sistem Suapan Bahan Didorong dalam Jentera Penukaran: Ketepatan Pendaftaran dan Kawalan Ketegangan."Majalah Kejuruteraan Pembuatan, vol. 166, no. 4, 2021.
- ASTM Antarabangsa.Kaedah Ujian Standard ASTM F88 - untuk Kekuatan Pengedap Bahan Penghalang Fleksibel. West Conshohocken: ASTM, 2021.
- Institut Piawaian dan Teknologi Negara. "Pengoptimuman Parameter Kimpalan Ultrasonik untuk Bahan Bukan Tenunan Termoplastik dalam Aplikasi Pembungkusan."Nota Teknikal NIST 2195, 2020.
- Persatuan Elektronik Perindustrian IEEE. "Teknologi Aci Talian Elektronik dalam Jentera Penukaran: Ketepatan Penyegerakan dan Seni Bina Servo Teragih."Transaksi IEEE pada Elektronik Perindustrian, vol. 68, no. 7, 2021.
- Institut Penyelidikan Jentera Pembungkusan, Universiti Negeri Michigan. "Kecekapan Tukar Ganti dalam-Beg Berbilang Fungsi-Mesin Pembuat: Servo-Sistem Didorong lwn. Mekanikal."Jurnal Teknologi dan Sains Pembungkusan, vol. 34, no. 2, 2022.
- Kumpulan Kerja Pembungkusan OMAC, Institut Jurutera Elektrik dan Elektronik.Garis Panduan Jentera Pembungkusan OMAC: Pengurusan dan Diagnostik Negeri. Piscataway: IEEE, 2020.
