A munka hatékonysága több mint 300%-kal nőtt! Az új cigarettásdoboz-ellenőrző berendezés ilyen hatékony!
Jelenleg a kész cigarettacsomagolások ragasztóképességének tesztelése teljesen manuálisan történik. A tesztelési folyamat három fő lépésből áll: az anyag előkészítése, a papír ragasztása és a lehúzás -kiértékelése, amely több mint tíz eljárást foglal magában, például mintavágást, ragasztófelhordást, préselést, pihentetést, hámozást és értékelést, amelyek mindegyike teljes mértékben kézi munkára támaszkodik. Ez a hagyományos tesztelési módszer olyan problémákkal jár, mint a pontatlan ragasztómennyiség, egyenetlen felhordás, rosszul igazított papír és elégtelen préselés, ami hosszú tesztelési időket, gyakori újrateszteket, magas munkaintenzitást, alacsony hatékonyságot és biztonsági kockázatokat eredményez egyes fűtőberendezéseknél. E problémák megoldása érdekében a Changde Jinpeng Printing Co., Ltd. (a továbbiakban: "Changde Jinpeng") "közös áttörést hozott a upstream és a downstream ipari lánc vállalkozásai között". Helyszíni tanulással-és közös innovációval sikeresen kifejlesztettek egy eszközt a csomagolópapírok ragasztóképességének tesztelésére. Ez a cikk szisztematikusan ismerteti ennek az eszköznek a fejlesztési hátterét, műszaki megoldásait, megvalósítási hatásait és lehetséges alkalmazásait, azzal a céllal, hogy referenciaként szolgáljon a technológiai innovációhoz az ipar minőségellenőrzésében.
Műszaki háttér és problémaelemzés
01/ A ragasztási teljesítmény technikai konnotációja
A ragasztási teljesítmény a kötés tönkremenetelének mechanizmusa alapján a kötési lépés szimulálását jelenti a cigarettacsomagolás kialakítása során, amikor két mintát összeragasztanak, majd roncsoló módon széthúznak. Ha a papírszálakat a ragasztó széthúzza, a ragasztóképesség megfelelőnek minősül. Ez a teljesítménymutató közvetlenül tükrözi a ragasztóanyag és a papírhordozó kompatibilitását, és kulcsfontosságú paraméter a csomagolási szerkezet stabilitásának biztosításához.
02/ Hagyományos vizsgálati módszerek és meglévő problémák
Jelenleg minden cigarettásdoboz-csomagolóterméket ragasztóképesség-vizsgálatnak kell alávetni, mielőtt elhagyná a gyárat. A tesztelési folyamat három fő szakaszra osztható: „anyag-előkészítés”, „papír ragasztás” és „leválasztási kiértékelés”. A konkrét eljárás a következőket tartalmazza: vegye ki a vizsgálandó mintát a mintazsákból → vágja le a minta ragasztófelületét 20 mm × 50 mm-es méretre → ragasztót húz fel fecskendővel (az 1. ábrán látható módon) → csepegtesse a ragasztót a kijelölt területre → egyenletesen terítse el a ragasztót egy tiszta cseppentővel → igazítsa be és rögzítse a papír hátoldalát a ragasztott felülettel → a ragasztott felülettel nyomja be → ábra 2) üljön 30 percig → kézzel húzza szét teljesen a két ragasztott felületet → szemrevételezéssel ellenőrizze, hogy a papírszálak nem sérültek-e.
1. ábra A gél kézi szívása
2. ábra Forró tömítőprés
Elemzés után a fenti, teljesen kézi működtetési folyamat a következő problémákkal jár:
(1) Alacsony hatékonyság: A laboratóriumban végzett egyedi vizsgálatok túl sokáig tartanak, a teljes folyamat körülbelül 35 percig tart. Az ellenőrzési kérelem után sokáig kell várni a visszajelzésekre, amelyek nem tudják kielégíteni a valós idejű gyártásfelügyeleti igényeket.
(2) Biztonsági veszélyek: Egyes tesztelési lépések fűtőberendezéssel járnak, és a kézi működtetés égési sérüléseket és elektromos veszélyeket rejt magában.
(3) Nem megfelelő pontosság: A jelenlegi vizsgálati módszerek viszonylag durvák. A ragasztómennyiség ellenőrzése a kezelői tapasztalatokon múlik, és a bevonat egyenletessége nem garantálható, ami a vizsgálati adatok alacsony pontosságához vezet, ami megnehezíti a finomított minőség-ellenőrzés támogatását.
(4) Magas újraellenőrzési arány: Az egész folyamatot manuálisan hajtják végre, és a kulcsfontosságú lépések (például a ragasztó lekaparása, az igazítás és a préselés) hajlamosak a hibákra, ami a kísérlet kudarcát okozza. Az újraellenőrzés aránya eléri az 50%-ot, ami nem csak a munkaterhelést növeli, hanem a tesztelési erőforrásokat is pazarolja.
Összefoglalva, a hagyományos kézi tesztelési módszerek már nem felelnek meg a modern cigarettacsomag-ipar precíz és hatékony minőségellenőrzési követelményeinek. Sürgősen szükség van egy szabványosított, automatizált tesztelőeszköz kifejlesztésére, amely alapvetően kiküszöböli az emberi beavatkozást.
Megoldás és műszaki alapelvek
01/ Kutatási célok és átfogó megközelítés
A fenti problémák megoldására projektcsapatunk a következő fejlesztési célt tűzte ki: olyan csomagolópapír-ragasztó-teljesítmény-vizsgáló berendezés kifejlesztését, amely szabványosítja és automatizálja a tesztelési folyamatot, hatékonyan szabályozza a felvitt ragasztó mennyiségét és egyenletességét, biztosítja a biztonságos és szilárd melegsajtolást, valamint jelentősen javítja a tesztelés hatékonyságát és az adatok megbízhatóságát. Az általános műszaki megközelítés az olyan funkciók integrálása, mint a ragasztókaparás, átvitel, melegítés és préselés egyetlen eszközbe, így a szétszórt kézi műveletek folyamatos automatizált folyamattá alakíthatók; a kulcsfontosságú folyamatparaméterek pontos szabályozása a precíz mechanikai szerkezet révén; és szabványosított működési eljárásokkal kiküszöböljük az emberi tényezőket.
02/ Készülékszerkezeti tervezés
A kifejlesztett csomagolópapír ragasztóképesség-vizsgáló berendezés a csomagolóanyag-ragasztási technológia területéhez tartozik, és főként három funkcionális modulból áll, a 3. ábrán látható módon.
3. ábra Csomagolópapír-ragasztó teljesítmény-ellenőrző eszköz (balra: sematikus diagram, jobbra: valódi eszköz)
(1) Alap: A teljes eszköz tartóplatformjaként szolgál, integrálva a kaparó mechanizmus, a gördülő mechanizmus és a lamináló mechanizmus telepítését. Biztosítja az egyes funkcionális modulok térbeli pozicionálásának pontos összehangolását, lehetővé téve a folyamatos tesztelési folyamatokat.
(2) Kaparó mechanizmus: A felesleges ragasztót a ragasztókefe vályújából a túlfolyó vályúba kaparják, és a ragasztót elsimítják. Ez a mechanizmus egy precíz kaparórés-beállító eszközzel rendelkezik, amely egy előre beállított tartományon belül szabályozza a ragasztóréteg vastagságát, egyenletes és egyenletes vastagságot biztosítva.
(3) Gördülő mechanizmus: A csomagolópapírt a ragasztórétegre nyomják a kaparás után, átviszik a ragasztót a papírra. A mechanizmust egy meghajtó egység vezérli, amely biztosítja, hogy a görgő állandó sebességet és nyomást fejtsen ki, kiküszöbölve a sebesség-ingadozásokat és a kézi gördülés okozta egyenetlen nyomást.
(4) Laminálási mechanizmus: Ragasztóteszteknél alkalmazzák, hogy szabályozott laminálási nyomást és időt alkalmazzanak a ragasztott és a laminálóvályúba átvitt papírra, szimulálva a laminálási folyamatot a tényleges nyomtatási és csomagolási gyártás során. Ez a mechanizmus tartalmaz egy elektromos fűtőmodult a préselési hőmérséklet és idő pontos szabályozásához.
03/ Szabványosított tesztelési folyamat
A kifejlesztett készülék alapján a következő szabványosított tesztelési folyamatot alakították ki:
(1) Mintavétel: Tételenként legalább 5 lapból kell mintát venni. A mintáknak laposnak, sértetlennek, ragadástól mentesnek kell lenniük, és meg kell felelniük a legalább 300 mm × 300 mm-es méretkövetelménynek. Minden mintán fel kell tüntetni a papír szemcsézettségének irányát és az elülső/hátsó oldalát, és egy zacskóba kell zárni.
(2) Hőmérséklet és páratartalom kondicionálása: A mintákat a GB/T 10739 szabványban meghatározott feltételek szerint kell kondicionálni az eredményekre gyakorolt környezeti hatások kiküszöbölése érdekében.
(3) Mintavágás: Vágja fel a mintákat az 1. mintára (98 mm × 42 mm) és a 2. mintára (98 mm × 50 mm), biztosítva, hogy a hosszú oldal (98 mm) párhuzamos legyen a szemcseiránnyal, hogy a tényleges gyártás során konzisztens legyen az erő irányával.
(4) Ragasztó befecskendezése: Ragasztóadagoló segítségével szívjon fel mért mennyiségű tesztragasztót, és fecskendezze be a ragasztófelhordó modul pontragasztó tartályába.
(5) Ragasztókaparás: A lehúzó automatikusan lekaparja a felesleges ragasztót a ponttartály körül a túlfolyó vályúba, és kiegyenlíti azt, így egységes ragasztóréteget képez.
(6) Ragasztó felhordása: Helyezze az 1. mintát (98 mm × 42 mm) a ragasztófelhordó modulba úgy, hogy a papír előlapja felfelé nézzen. Indítsa el a gördülő mechanizmust, hogy a mintát állandó sebességgel és nyomással rányomja a kiegyenlített ragasztórétegre, biztosítva az egyenletes ragasztóátvitelt.
(7) Tapadás: Távolítsa el a ragasztott 1. mintát, és helyezze be a ragasztómodul elektromos fűtőmoduljának hornyába, a ragasztó oldalával felfelé, a 2. minta elülső oldalához igazítva. Állítsa be az elektromos fűtőmodul hőmérsékletét, és indítsa el a meleg-préseszközt, hogy összenyomja az 1. és a 2. mintát.
(8) A minta beszerelése: Vegye ki a ragasztott mintát a ragasztófelhordó készülékből. Illessze a 2. minta egyik végét a lefejtési teszter rögzített nyílásába, és rögzítse az 1. minta másik végét a húzószerkezettel.
(9) Leválasztási teszt: A 4. ábrán látható módon használjon 150 fokos leválasztási szöget és 600 mm/s vizsgálati sebességet a vonószerelvénynél. Rögzítse a leválási erőgörbét, és határozza meg a meghibásodási módot (papírszál-hiba vagy ragasztóréteg-interfész hiba).
4. ábra Cigarettacsomag hámozási teszt
04/ Kulcsfontosságú technológiai áttörések
Ez az eszköz a következő három területen ért el technológiai áttörést:
(1) Integrált tervezés: A három fő funkcionális modul -ragasztókaparás, hengerlés és laminálás-egyetlen alapba történő integrálásával szabványosítja a ragasztási teljesítménykísérletek teljes folyamatát, beleértve a ragasztó felvitelét, a ragasztóréteg kiegyenlítését, a ragasztó áthelyezését és a laminálást, kiküszöbölve a lépések közötti hibákat.
(2) Pontos paramétervezérlés: A kaparó mechanizmus biztosítja, hogy a ragasztóréteg egyenletes vastagságú legyen (hiba: 0,01 mm vagy annál kisebb); a szervorendszer által hajtott gördülőmechanizmus vezérli a görgőket, hogy állandó sebességgel és nyomással továbbítsa a ragasztót, ±0,1 mm/s sebességi pontossággal és ±0,5 N nyomáspontossággal; a lamináló mechanizmus pontosan be tudja állítani a laminálási nyomást (±1N), a hőmérsékletet (±1 fok) és az időt (±0,1s), pontosan szimulálva a tényleges gyártási körülményeket.
(3) Szabványos működés: Minden művelet egy emberi-gépi felületen keresztül történik, és egy-kattintás után a teljes folyamat automatikusan befejeződik. Ez teljesen kiküszöböli a kézi használatból eredő hibákat, mint például a pontatlan ragasztómennyiség, egyenetlen felhordás, rosszul igazított papír vagy nem megfelelő préselés, biztosítva a vizsgálati eredmények megismételhetőségét és összehasonlíthatóságát. A tesztelés előtti-és-utána folyamat összehasonlítása az 5. ábrán látható.
5. ábra A javítás előtti és utáni ellenőrzési folyamatok összehasonlítása
Műszaki hatékonyság és adatelemzés
01/ Hatékonyságjavító elemzés
Többszöri{0}}ellenőrzést és gyakorlati tesztet követően az eszköz jelentős javulást ért el az ellenőrzés hatékonyságában. Az egy menetenkénti teljes ellenőrzési idő a hagyományos kézi módszerek 2057 másodpercéről 442 másodpercre csökkent, ami 365,38%-kal növelte a munka hatékonyságát. A teljes ellenőrzési folyamat sikerességi aránya elérte a 100%-ot, az ismételt ellenőrzések aránya pedig 50%-ról 0-ra esett, ami nagymértékben csökkenti a tesztelő személyzet munkaintenzitását.
02/ Érzékelési pontosság és megbízhatóság
Ügyfélértékelés: "Ez az eszköz tudományosan és ésszerűen megtervezett, könnyen kezelhető, rendkívül pontos és rendkívül stabil. Hatékonyan kiküszöböli az olyan problémákat, mint az észlelési késleltetés és a korábbi manuális ellenőrzési módszerek során tapasztalt adattorzítás, erős technikai támogatást nyújtva a csomagolópapír-ragasztók minőség-ellenőrzésének megerősítésére irányuló erőfeszítéseinkhez."
03/ Biztonsági fejlesztések
A hagyományos kézi tesztelés során hőszigetelőket és egyéb fűtőberendezéseket használnak, amelyek égési sérüléseket és elektromos biztonsági kockázatokat okoznak. Ez az eszköz a fűtőmodult egy zárt kompozit mechanizmusba integrálja, amely hőszigetelő védelemmel és automatikus hőmérsékletszabályozással rendelkezik, így a kezelőknek nem kell megérinteni a magas hőmérsékletű alkatrészeket, így teljesen kiküszöbölhető az égési sérülés veszélye.
Társadalmi előnyök és alkalmazási érték
01/ Közvetlen gazdasági haszon
Ez az eszköz hatékonyan csökkentheti a selejt és az utómunkálati veszteségek arányát a csomagolásgyártás során azáltal, hogy előre megjósolja a papírkötési hatásokat. Becslések szerint, ha ezt az eszközt az egész iparágban népszerűsítik, a csomagolóanyag-csomagoló cégeknél a ragasztóproblémák által okozott késztermék-hulladék aránya átlagosan 5,7%-ról 2% alá csökkenhet. Ugyanakkor a jobb ellenőrzési hatékonyság jelentős mennyiségű munkaerőköltséget takaríthat meg, mintegy 80%-kal csökkentve az ellenőrzésenkénti munkaerőköltségeket.
02/ Technológiai vezető szerep
Ennek az eszköznek a szabványosított működése mérheti a különböző típusú ragasztók ragasztási teljesítményét, hatékonyan kiválaszthatja és adaptálhatja a ragasztókészítményeket speciális cigarettacsomag-papír-, tinta- és laminálási eljárásokhoz, lerövidítheti a ragasztó kiválasztásának és a készítmény tökéletesítésének kutatás-fejlesztési ciklusát, precízen megoldja a gyakorlati problémákat, mint például a ragasztás, a vetemedés, a ragasztópapír túlcsordulása és a tapadás a cigarettacsomagok gyártásában, valamint a cigarettacsomag gyártási rendszerének tapadása.
03/ Ipari lánc szinergia
A projekt egy közös kutatási modellt alkalmaz az iparági láncon keresztül, integrálva a ragasztókkal kapcsolatos kutatás-fejlesztést, a cigarettacsomagolások nyomtatását és gyártását, valamint a későbbi cigarettacsomagoló-gyártókat műszaki, tehetséges és felszerelési erőforrásokkal. Minden egyes szakaszban lebontja az információs és technikai akadályokat, és egy teljes-lánc-technológiai optimalizálási rendszert alkot a nyersanyagoktól a késztermékekig, a teljes cigarettacsomag-ipart a nagyobb hatékonyság, pontosság és intelligencia irányába tereli, és fokozza az iparág alapvető versenyképességét.
04/ Hozzájárulás az iparági szabványosításhoz
Ez a projekt sikeresen fejlesztette ki az ország első csomagolópapír-ragasztó-teljesítmény-vizsgáló készülékét, ezzel az iparágban elsőként. Az iparágon belüli különböző vállalkozások és tesztelő intézmények által megkövetelt egységes műszaki előírások teljesítése érdekében a projektcsapat szabványosította a kutatási eredményeket, elősegítette a műszaki áttöréseket és minőségi fejlesztéseket a hajtogatott kartonok, valamint a nyers- és segédanyagok (papír) terén a csomagoló- és nyomdaiparban, valamint javította a upstream és downstream vállalkozások összehangolt allokációs és innovációs képességeit.
A kutatócsoport a jövőben is folytatja az eszköz intelligencia szintjének optimalizálását, egy gépi látáson alapuló automatikus ítélőrendszer kifejlesztését, a ragasztóképesség-teszt teljesen pilóta nélküli működését, valamint az eszköz alkalmazásának kiterjesztését más csomagolóanyagokra (például műanyagokra és fémfóliákra) a tapadási teljesítmény tesztelésére, nagyobb mértékben hozzájárulva a csomagolási ágazat minőségellenőrzésének technológiai innovációjához.