Materiały zwinięte w opakowaniach papierosów są marnotrawstwem i podatne na zwijanie się.-Oto sztuczka, która doskonale rozwiąże ten problem!
Wraz z promocją i powszechnym stosowaniem ultra{0}}szybkich-maszyn pakujących papierosy w branży opakowań papierosów zapotrzebowanie tej branży na sprzęt staje się coraz większe. Obecnie wzrasta wykorzystanie opakowań typu szpula,-ale w rzeczywistej produkcji materiały papierosowe-są w szpuli borykają się z problemami, takimi jak wysokie zużycie i pozostałości materiału na wyrzuconych rdzeniach. Nie tylko zwiększa to koszty produkcji, ale także jest sprzeczne z celem, jakim jest poprawa jakości i redukcja kosztów przedsiębiorstw zajmujących się pakowaniem wyrobów tytoniowych. Kluczowym pytaniem jest teraz, jak sprawić, by materiały opakowaniowe-papierosów typu szpula szybko spełniały potrzeby produkcyjne, poprawiały kompatybilność maszyn w krótkim czasie i ograniczały zużycie.
Zalety i wady materiałów-szpulowych
01/ Zalety
(1) Dobra ciągłość: materiały-z szpuli można podawać w sposób ciągły, co zmniejsza częstotliwość zmian materiału i poprawia wydajność produkcji.
(2) Wysoki poziom automatyzacji: Są łatwe w użyciu ze zautomatyzowanym sprzętem, umożliwiając zautomatyzowaną produkcję i obniżając koszty pracy.
(3) Oszczędność miejsca:-materiały w rolkach zajmują mniej miejsca podczas przechowywania i transportu.
02/ Wady
(1) Kompatybilność materiałów z maszynami: Niektóre materiały mogą się zwijać lub zginać, co ma wpływ na normalne użytkowanie, powoduje częste awarie sprzętu, a nawet wpływa na jakość produktu, co prowadzi do marnowania materiału.
(2) Problemy z systemem automatycznego wykrywania splotów: Materiały wymagają dużej precyzji systemu wykrywania. Przy dużych prędkościach czas łączenia może być niedokładny, pozostawiając nadmiar materiału, powodując straty i zwiększone koszty.
Aby zająć się powiązanymi czynnikami, powołaliśmy zespół badawczy, którego zadaniem jest optymalizacja i zbadanie zastosowania materiałów do pakowania papierosów typu szpula-, mając na celu poprawę ich kompatybilności z maszynami do pakowania w pudełka oraz osiągnięcie oszczędności energii i zmniejszonego zużycia.
Główna treść badań
01/ Nadmierne zużycie spowodowane wieloma złączami w produktach z wieloma-splatami
Podczas produkcji dochodzi do zbyt dużej liczby połączeń przewijania, głównie z powodu problemów z kontrolą procesu na różnych etapach.
(1) Ulepszenia atramentu
Popraw jakość głównego atramentu kolorowego, aby ograniczyć niepotrzebne przestoje spowodowane wadami produktu. Zwiększ delikatność złotego atramentu, aby zredukować defekty, takie jak złote smugi i linie podczas drukowania. Dodając czerwony atrament należy go przefiltrować przez sito o oczkach 400 mesh i ściśle kontrolować lepkość atramentu, aby zredukować defekty linii drukującej i zmniejszyć liczbę przewinięć.
(2) Ulepszenia procesu tłoczenia na gorąco
Ulepszenia płyt do tłoczenia na gorąco: Zmień płytki do grawerowania ze stopu miedzi na płyty ze stali stopowej, aby zapewnić dokładność tłoczenia i rozwiązać problemy, takie jak brakujące linie lub ślady spowodowane zapadnięciem się płyty podczas produkcji.
Poprawa jakości elektrofolii: Ściśle kontroluj liczbę połączeń elektrofolii i dopasowuj długość elektrofolii do długości papieru, aby zmniejszyć liczbę punktów zmiany materiału w połowie-produkcyjnej.
Po komunikacji z dostawcami wyższego szczebla zoptymalizowaliśmy płyty do tłoczenia na gorąco i jakość elektrofolii, redukując przestoje maszyn i liczbę produkowanych połączeń.
(3) Wykrywanie online w celu kontroli informacji o długości wady
Podczas produkcji wadliwe produkty są nieuniknione na każdym etapie. Aby dokładnie rejestrować odstępy między wadliwymi produktami w celu późniejszego obliczenia długości blachy, wprowadziliśmy na linii produkcyjnej system wykrywania online, jak pokazano na rysunku 1.
Rysunek 1 System kontroli online
Wykorzystując-precyzyjne czujniki i technologię rozpoznawania obrazu, system skanuje i sprawdza produkty na linii produkcyjnej w czasie rzeczywistym. Po wykryciu wadliwych produktów system natychmiast je rejestruje i analizuje odstępy między nimi za pomocą algorytmów. Dodatkowo musimy skonfigurować kompletny system baz danych do przechowywania tych danych, zapewniający podstawowe wsparcie dla późniejszego obliczania długości paneli, jak pokazano na rysunku 2.
Rysunek 2 System baz danych
(4) Cyfrowa kontrola informacji o łączeniu podczas procesu cięcia wzdłużnego
Podczas procesu cięcia ważne jest nie tylko usuwanie wadliwych produktów, ale także wykrywanie i rejestrowanie długości dobrych produktów w czasie rzeczywistym. W ten sposób produkty, które można połączyć w jedną rolkę, można łączyć, zmniejszając liczbę połączeń spowodowanych wielokrotnymi spawami. Do przetwarzania tych danych i ustalania optymalnego planu splicingu wykorzystywane są algorytmy.
Jak pokazano na rysunku 3,-precyzyjny sprzęt pomiarowy monitoruje i rejestruje długość dobrych produktów w czasie rzeczywistym. Następnie algorytmy przetwarzają te dane, aby znaleźć najlepszą strategię splicingu. Celem jest zminimalizowanie liczby połączeń przy jednoczesnym zapewnieniu jakości produktu. Dodatkowo musimy kontrolować prędkość linii produkcyjnej, aby mieć pewność, że możemy produkować szybko bez uszczerbku dla jakości spawów.
Rysunek 3-Wysoce precyzyjny sprzęt pomiarowy
Dzięki powyższym ulepszeniom w różnych aspektach zmniejszyliśmy liczbę połączeń na rolkę z pierwotnych 2–3 do zaledwie 1. Nie tylko poprawiło to jakość produktu, ale także zmniejszyło liczbę przestojów maszyn i odpadów spowodowanych zmianą rolki. Jednocześnie mniejsza liczba połączeń obniżyła również koszty produkcji i zużycie materiałów.
02/ Rozwiązanie problemu nadmiaru resztek materiału w wyniku zwijania się materiału
Do głównych czynników wpływających na zwijanie się materiału zalicza się zawartość wilgoci w produkcie oraz napięcie podczas zwijania i rozwijania.
(1) Kontrola zawartości wilgoci
Zawartość wilgoci jest jednym z kluczowych wskaźników tego, jak dobrze materiał dostosowuje się do maszyny. Im wyższa wilgotność papieru, tym bardziej miękki produkt. W przypadku-papierosów pakowanych maszynowo, wyższa zawartość wilgoci sprawia, że materiał lepiej się dopasowuje i jest mniej podatny na rozdarcie na krawędziach lub pęknięcie, ale produkt może łatwiej się wypaczać. Z drugiej strony niższa wilgotność powoduje lepszą płaskość, ale produkt jest twardszy, zwiększa się odbicie papieru, co może prowadzić do słabej przyczepności, rozdarć na krawędziach i pęknięć powierzchni. Dlatego konieczne jest kontrolowanie temperatury i wilgotności w środowisku produkcyjnym oraz zainstalowanie automatycznego systemu nawilżania, jak pokazano na rysunku 4, aby utrzymać względnie zrównoważony stan.
Rysunek 4 Automatyczny system nawilżania
Kontrola materiałów walcowanych i materiałów arkuszowych jest inna. Kontrola na miejscu- wykazała, że w warsztacie pakowania kręgów wilgotność wynosiła 59,9%, a temperatura 24,7 stopnia.
Na podstawie wyników kontroli przeprowadziliśmy symulację zmian zachodzących w produktach w różnych warunkach temperatury i wilgotności w komorze klimatycznej oraz opracowaliśmy plan eksperymentu. Wyniki eksperymentów przedstawiono w tabeli 1, a porównanie stopnia zwinięcia przed i po eksperymentach z różnymi temperaturami i wilgotnością pokazano na rysunku 5. Wyniki wskazują, że optymalna temperatura i wilgotność dla zwiniętych miękkich materiałów etykietowych, zgodnie z eksperymentami, wynosi 22 stopnie i wilgotność 60%.
Rycina 5 Porównanie stopnia zwinięcia przed i po doświadczeniach w różnych temperaturach i poziomach wilgotności
Tabela 1 Zmiany produktu w środowiskach o różnej temperaturze i wilgotności symulowane w komorze temperatury i wilgotności
(2) Kontrola naprężenia rolek nawijających i rozwijających
Oprócz zawartości wilgoci w papierze, kolejnym ważnym czynnikiem powodującym zwijanie się papieru jest kontrola naprężenia podczas zwijania i rozwijania. Subiektywnie im mniejsza średnica rdzenia nawiniętej rolki, tym większe odkształcenie wewnętrznych warstw produktu. I odwrotnie, większe średnice rdzenia powodują mniejsze odkształcenia. Jednak w praktyce im mniejsza średnica rdzenia, tym większe naprężenie potrzebne jest w procesie drukowania do nawijania, zaś mniejsze podczas odwijania rolki na maszynie pakującej. I odwrotnie, większe średnice rdzenia wymagają mniejszego naprężenia podczas drukowania, ale większego naprężenia podczas odwijania na maszynie pakującej, co zwiększa ryzyko pęknięcia produktu.
Ponadto, gdy liczba produktów na rolkę jest stała, większa średnica rdzenia skutkuje większą średnicą zewnętrzną, ale jednostka odwijająca maszyny pakującej ma ograniczoną wysokość i nie może pomieścić zbyt dużych rdzeni. Ponadto, biorąc pod uwagę, że w tym produkcie początkowo zastosowano tuleje papierowe, tuleje te są podatne na uszkodzenia i odkształcenia i nie nadają się do ponownego użycia, co powoduje powstawanie pewnej ilości odpadów.
Dlatego do testów wybrano dwa typy rdzeni nylonowych: jeden o średnicy wewnętrznej 150 mm, grubości ścianki 10 mm i średnicy zewnętrznej 160 mm oraz drugi o średnicy wewnętrznej 150 mm, grubości ścianki 15 mm i średnicy zewnętrznej 165 mm, jak pokazano na rysunku 6. Wybrano nylon, ponieważ jest mniej podatny na odkształcenia i można go ponownie wykorzystać, co pomaga obniżyć koszty.
Rysunek 6 przedstawia wybór dwóch typów rdzeni nylonowych do badań.
Dodatkowo zoptymalizowano parametry procesu naprężenia walcowania. Nacisk rozcinania i walcowania regulowano w zakresie od 115–120 N do 100–105 N. Podczas testów zastosowano trzy schematy regulacji napięcia: 90–95N, 95–100N i 100–105N. Wśród nich, dla 90–95N, trzy rolki tulei z papieru etykietowego wykazywały oznaki poluzowania; dla 95–100N jedna rolka papieru etykietowego wykazywała oznaki poluzowania; dla 100–105N nie zaobserwowano luzowania. Dlatego też zdecydowano się na walcowanie z momentem 100–105 N. Po przetestowaniu papieru etykietowego na maszynie stwierdzono, że płaskość papieru etykietowego na rdzeniu uległa poprawie i nie wystąpiły problemy z zawijaniem się krawędzi lub poluzowaniem rdzeni.
Dostosowując nylonowy rdzeń ze średnicy wewnętrznej 150 mm, grubości ścianki 10 mm i średnicy zewnętrznej 160 mm do średnicy wewnętrznej 150 mm, grubości ścianki 15 mm i średnicy zewnętrznej 165 mm, testy maszynowe potwierdziły, że po pocięciu papieru etykietowego na rdzeniu na małe arkusze zwijanie się było w zasadzie spójne. Wraz ze wzrostem grubości ścianki konieczne było odpowiednie wydłużenie czasu łączenia materiału, ale nie zaobserwowano znaczących zmian w resztkowym materiale.
Na tej podstawie można wywnioskować, że rdzeń nylonowy o średnicy wewnętrznej 150 mm, grubości ścianki 10 mm i średnicy zewnętrznej 160 mm może sprostać wymaganiom maszyny.
Wniosek
Kontrolując długość defektów w trybie online i zarządzając łączeniem podczas cięcia, optymalizacja produktu skutecznie zmniejszyła liczbę połączeń, bezpośrednio zwiększając użyteczną ilość walcowanych produktów; poprawa temperatury i wilgotności otoczenia oraz zwijania się nawiniętych rolek; wyjaśnił wpływ zmian temperatury i wilgotności w porze suchej i mokrej na produkty; ujednolicono zmienność zmian rolek; i zapewniono, że uwzględniono zmienne spowodowane tymi czynnikami. Potwierdzono możliwość ponownego wykorzystania materiału nylonowego oraz praktyczność rdzeni o grubości ścianki 10 mm w celu zaspokojenia potrzeb produkcyjnych.
Dzięki precyzyjnej kontroli produkcji oraz zaawansowanej technologii czujników i rozpoznawania obrazu, optymalizacja algorytmów cięcia wzdłużnego i strategii sterowania może zapewnić dokładne wykrywanie defektów i precyzyjną kontrolę długości, co nie tylko poprawia jakość produktu, ale także zmniejsza koszty produkcji i zużycie materiałów, zapewniając silne wsparcie dla zrównoważonego rozwoju firmy.
W przyszłości, dzięki ciągłemu rozwojowi technologicznemu oraz innowacjom i wysiłkom firmy, będziemy skuteczniej i wydajniej zwiększać stopień wykorzystania wyrobów walcowanych, przynosząc większe korzyści i wartość przemysłowi produkcyjnemu.