Supermarketi koriste plastične vrećice alarmantnom brzinom. Trgovački lanac srednje veličine može koristiti više od milion vrećica sedmično u svim svojim trgovinama. Proizvođači koji isporučuju ove vreće rade pod stalnim pritiskom. Profitne marže su niske. Rokovi isporuke su strogi. Period zastoja nije značio samo gubitak vremena, već i gubitak ugovora. Mašina za pravljenje vrećica u supermarketumodeli ne samo da su neefikasni, oni ne mogu da rade dovoljno brzo. To nije dobar poslovni izbor.
Ovaj rad predstavlja inženjerski i operativni način izrade modernihmašina za pravljenje vrećica za supermarketesistemi rade kontinuirano brzinom od 400 jedinica u minuti. Takođe mora održavati nisku preciznost dimenzija, čvrstoću brtve i gubitak materijala.
Framework Continuous Operation
Servo{0}}Sistemi pokreta zamjenjuju mehaničke zupce
Proizvođači vintage torbi koristili su mehaničke sisteme za brtvljenje, rezanje i savijanje. Ovi sistemi su dobro funkcionisali, ali sa jasnim ograničenjima. Sa svakom promjenom proizvoda, ručno podešavate kameru. Kako se broj pratilaca kamera smanjuje, tako se smanjuje i vrijeme. Vremenom je to pogoršavalo kvalitetu proizvodnje.
Nova mašina skoro u potpunosti skreće ka servo{0}}upravljanim dizajnom. Svaka glavna stanica-ulagač filma, brtvena šipka, rezač, mašina za savijanje i slagač vreća-ima svoj vlastiti servo motor. Centralni kontroler pokreta koordinira sve ovo. Ovo eliminiše mehaničku vezu između stanica. Takođe vam omogućava da digitalno promenite podešavanja vremena u sekundi. Ne morate ručno rekonfigurirati stvari.
Istraživanje u IEEE Transactions in Industrial Informatics pokazuje da su servo{0}}mašine za pakovanje postigle 99,2% mehaničke dostupnosti tokom 30 uzastopnih dana rada. Mašine sa ekscentričnim pogonom su samo 94,5%. Ova razlika-skoro 5 procentnih poena-znači hiljade više vreća po smjeni (IEEE, 2021).
Ovako loša pouzdanost nije dobra za proizvođače vrećica za supermarkete. Određuje da li ćete naići ili propustiti sedmičnu isporuku u distributivni centar trgovine.
Konstantna isporuka materijala preko leteće veze
Najveći problem sa vrećama za leđa-na-je kotrljanje. Standardne vrećice za namirnice umotane u polimernu foliju mogu trajati 20 do 45 minuta pri punoj brzini. Kada se skrolovanje završi, mašina se ili zaustavlja ili, ako ima pravi sistem, vrši leteće spajanje.
Kada je pokretni valjak skoro prazan, sistem spajanja ga pronalazi. Ubrzao je novo kotrljanje kako bi odgovarao brzini. Zatim zalijepite krajeve starih rolni na početak novih. Cijeli proces ne usporava mrežu niti zaustavlja izlaz. Na mašinama bez ove funkcije, potrebno je vrijeme zastoja od 3 do 7 minuta za svaku promjenu rolne. To je jednako 40 do 90 minuta izgubljene proizvodnje u jednoj smjeni.
U svojim tehničkim smjernicama o efikasnosti ambalažnog materijala, Organizacija za hranu i poljoprivredu Ujedinjenih nacija (FAO) navodi da automatski sistemi za spajanje smanjuju otpad materijala za oko 2,5%. Oni takođe mogu značajno poboljšati ukupnu efikasnost opreme tokom operacija masovne konverzije (FAO, 2022).
Automatsko učitavanje rola i uvlačenje niti
Osim spajanja, stavljanje nove rolne filma na stalak za otpuštanje je još jedan način da usporite. Cijela rolna vrećica teška je između 800 i 1.200 kilograma. Za ručni utovar i istovar potreban je viljuškar, dva radnika i zastoj od 10 do 15 minuta.
Novomašina za pravljenje vrećica za supermarketesistemi imaju električni raspršivač i hidraulički ili pneumatski sistem stezne glave. Oni mogu ukloniti nove valjke direktno sa transportne trake. Kada je šivanje završeno, operater pokreće automatizovani niz web niti. Ovo će biti zapečaćeno kroz plesni valjak mašine, sklopivi sklopivi sklopivi sklopivi sklopivi sklopivi sklopivi sklopivi sklopivi sklopivi sklopivi sklopivi sklopivi sklopivi lanac sa -pokrenutim lancem. Ne morate vući rukama. Ovo smanjuje vrijeme obrade niti sa 15 minuta na manje od 3 minute. Takođe eliminiše rizik od povreda radnika prilikom provlačenja mreže kroz mašinu koja je proizvodna napetost.
Upravljanje toplinom pod stalnim opterećenjem
Heat Seal Bar Hlađenje i temperaturna stabilnost
Plastične vrećice za namirnice su zatvorene toplinom. Svaki ciklus zaptivanja zahteva zaptivnu šipku od 160-200 stepeni. On pritisne film i povuče ga nazad. Brzinom od 400 vreća u minuti, pečat kruži skoro sedam puta u sekundi. Ako ne upravljate dobro toplinom, temperatura šipke će rasti s toplinom. Ovo dovodi do prekomjernog-brtvljenja, što slabi film pored brtve. U suprotnom će doći do nedovoljnog zaptivanja i slabog prianjanja.
Dobro-dizajniran proizvođač torbi za supermarkete to popravlja pomoću aktivnih zaptivača za hlađenje. Kanali za hlađenje šipke sadrže tečnosti-kontrolisane temperature, obično vodu ili mješavinu vode{3}}glikola. Ovo uzima višak topline između ciklusa. Senzori termoelementa daju-povratne informacije u realnom vremenu regulatoru temperature na nekoliko tačaka na štapu. Kontroler tada mijenja snagu grijača u milisekundama.
Studija objavljena u Journal of Manufacturing Science and Engineering otkrila je da u kontinuiranim sistemima termičkog zaptivanja, aktivna kontrola temperature smanjuje varijaciju u čvrstoći brtve za 60% u poređenju sa šipkama koje se hlade pasivnom konvekcijom{1}}. Takođe praktično eliminiše defekte hladnog zaptivanja koji se javljaju u nehlađenim sistemima velike brzine (ASME, 2020).
Termički nadzor ležaja i pogona
Kontinuirani rad ne samo da se zagrijava u stanici za zaptivanje, već iu rotirajućim dijelovima mašine. Ležajevi, brtveni bregovi i postolje rezača na glavnim pogonskim vratilima će se zagrijati pod stabilnim opterećenjem. Ako ne budete oprezni, pregrijavanje ležaja može oštetiti ulje za podmazivanje. To ubrzava habanje i može dovesti do velikih kvarova.
Mašine{0}}visokih performansi instaliraju senzore temperature na ključnim mjestima ležišta. Kada radna temperatura pređe postavljenu granicu, kontrolni sistem će oglasiti alarm. U nekim slučajevima sam sistem usporava proizvodnju i hladi dijelove. Ovo će spriječiti kvarove bez potrebe za zastojima.
Prediktivno održavanje i inžinjering vremena neprekidnog rada
Praćenje stanja kroz analizu vibracija
Razlika između planiranog održavanja i neplaniranog kvara ključna je mjera kontinuirane proizvodnje. Neočekivani prekidi na liniji za pakiranje mogu koštati više od 200 USD po minuti u gubitku proizvodnje. To također uzrokuje kašnjenje isporuke.Mašina za pravljenje vrećica u supermarketuJedinice su dizajnirane da rade 24 sata dnevno i moraju otkriti probleme prije nego što se pojave.
Moderne mašine koriste akcelerometre na ključnim delovima. Uglavnom ležaj, mjenjač, servo motori i rezni sklop. Ovi senzori konstantno detektuju signale vibracija. Kada ležaj počne pucati ili zupčanik počne pucati, uzorak frekvencije vibracija se očito mijenja. Programi za mašinsko{4}}učenje obučeni u režimu normalnih vibracija mogu otkriti ove promjene danima ili čak sedmicama prije nego što dijelovi zaista pokvare.
Ovo je Međunarodna organizacija za standardizaciju pokrivena standardom ISO 10816. Ovaj standard daje pravila za procjenu težine vibracija industrijskih mašina. Mašine napravljene za neprekidnu upotrebu obično imaju za cilj nivoe vibracija ispod granice zone ISO 10816. Oni automatski upozoravaju kada očitanje uđe u B (ISO, 2017).
Upravljanje habanjem alata
Rezači i površine šipki su istrošeni dijelovi. Reznu ivicu od volfram karbida brzog{1}}proizvođača vreća možda će trebati zamijeniti ili polirati nakon 8 miliona do 12 miliona ciklusa. Odnosno, oko 2-3 sedmice kontinuirane proizvodnje. Sistem predviđanja ne čeka loš kvalitet rezanja, već izračunava ukupan ciklus rezanja od posljednje promjene alata. Zamjena je tada zakazana unutar predviđenog vremena održavanja.
Ova metoda, zajedno sa statističkim podacima kontrole procesa o preciznosti veličine vrećice, omogućava timu za održavanje da promijeni kalup prije nego što kvalitet počne opadati. To ne samo da će produžiti vijek trajanja alata, već i neće proizvoditi inferiorne proizvode.
Osiguranje kvaliteta brzine proizvodnje
Inline Vision Systems
Masovna proizvodnja je beskorisna ako proizvodnja nije u skladu sa propisima. Ručno uzorkovanje, u kojem se vrećica uzima na pregled svakih 500 ili 1.000 jedinica, ne bilježi slučajne nedostatke koji se javljaju između pregleda.
Mašina za pravljenje vrećica u supermarketumodeli imaju inline vision sisteme za kontinuiranu proizvodnju. Provjeravaju svaku vreću dok napušta stanicu za sečenje. Brza-kamera snima područje zaptivke, obrađuje rez i ukupnu veličinu torbe pri punoj brzini. Program za obradu slike upoređuje svaku torbu sa referentnim modelom. Označavaju probleme kao što su nepotpune zaptivke, nedostajuće rezove ručke, granice greške u veličini ili prljave površine.
Tehnička specifikacija Evropskog komiteta za standardizaciju (CEN) CEN/TS 15901 bavi se automatskom optičkom inspekcijom u proizvodnji ambalaže. Preporuča 100% online inspekciju proizvoda čiji strukturalni kvarovi mogu predstavljati sigurnosni rizik za potrošače. Torbe s namirnicama koje nose teške ili vruće predmete su dobar primjer (CEN, 2021).
Energetska efikasnost pod kontinuiranim opterećenjem
Pokretanje mašine nedeljama za redom oduzima mnogo energije. Brzo{1}}proizvodne linije za vreće mogu raditi od 25 do 40 kW. Energetska efikasnost je stoga važna i za životnu sredinu i za budžet.
Mašine na servo{0}}pogon su prirodno efikasnije od hidrauličnih ili pneumatskih. Oni koriste struju samo kada i gdje im je potrebna. Regenerativni servo pogon hvata energiju iz sporih koraka, kao što je kada se zaptivna šipka povuče unazad. Oni šalju energiju nazad u sistem napajanja mašine. Osim toga, rezervno upravljanje napajanjem isključuje neželjene dijelove, kao što su grijači, pokretne trake i svjetla, u kratkom roku. Ovo će smanjiti gubitak energije tokom pauze.
Zaključak
Zadovoljavanje potrebe za masovnom proizvodnjom nije u izgradnji bržih mašina. Zahtijeva pristup -širokom sistemu koji uzima u obzir svako moguće usko grlo. Ovi koraci uključuju dovod materijala, kontrolu topline, trošenje dijelova, provjere kvaliteta i korištenje energije. Pakeri za supermarkete postižu stabilnu proizvodnju zahvaljujući servo{4}}pokrenutoj preciznosti, automatskom rukovanju rolama, aktivnim upravljanjem toplinom, prediktivnim održavanjem i online inspekcijom kvaliteta. Sve ovo zajedno radi na održavanju protoka vreća brzinom od nekoliko stotina u minuti, u smjenama i uz malu pomoć. Dobro{7}}uštimanmašina za pravljenje vrećica za supermarketesinkronizira sve ove sisteme kako bi postigao konzistentan učinak uz održavanje integriteta vrećice u svakoj jedinici.
Kako maloprodajni lanci opskrbe i dalje zahtijevaju kraće vrijeme isporuke i rokove isporuke, inženjerska složenost ove opreme bit će još važnija za cijenu i performanse fleksibilne proizvodnje ambalaže.
Reference
IEEE. (2021).Servo{0}}mašine za pakovanje: analiza pouzdanosti i upotrebljivosti u kontinuiranom proizvodnom okruženju. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 17(8), 5462-5471.
FAO (Organizacija za hranu i poljoprivredu Ujedinjenih naroda Ujedinjenih naroda) (2022.).Tehničke smjernice o efikasnosti ambalažnog materijala u maloprodajnom lancu opskrbe hranom. Rim: FAO.
Američko društvo mašinskih inženjera (ASME) (2020).Aktivna termička regulacija u kontinuiranim sistemima termičkog zaptivanja: Uticaj na snagu zaptivanja Promene. Journal of Manufacturing Science and Engineering, 142(11), 111004.
ISO (Međunarodna organizacija za standardizaciju 2017).ISO 10816: Mehaničke vibracije-Procjena vibracija mašine mjerenjem ne-rotirajućih dijelova. Ženeva: Međunarodna organizacija za standardizaciju.
CEN (Evropski komitet za standardizaciju) (2021).CEN/TS 15901: Automatska optička kontrola u proizvodnji ambalaže-zahtjevi i metode ispitivanja. Brisel: CEN.
