Jak stroj na výrobu sáčků na odpadky zvyšuje produktivitu? - Knowledge

V procesu výroby pytlů na odpadky není efektivita výroby jen rychlost stroje. Linka běžící rychlostí 250 kol za minutu může stále ztratit 30 procent svého potenciálního výkonu. Tyto ztráty jsou způsobeny mikroprostoji, odmítnutím plýtvání a dlouhými časy přechodu. Metody ke zlepšení skutečné produktivity stroje na výrobu sáčků na odpadky zahrnují hardwarové inženýrství, řídicí software a návrh procesu. Abychom těmto metodám porozuměli, musíme se podívat na maximální rychlost stroje. Musíme pochopit, jak stroje eliminují specifické typy ztrát, které zhoršují produktivitu.

Rozlišení teoretického a produktivního výstupu

Prvním pravidlem analýzy produktivity je, že jmenovitá rychlost a skutečný výkon jsou zřídka stejné. Mezinárodní organizace pro normalizaci prostřednictvím normy ISO 22400-2 o klíčových ukazatelích výkonu pro výrobní operace definuje tuto mezeru pomocí celkové účinnosti zařízení (OEE). OEE znásobuje dostupnost, výkon a kvalitu. Například stroj s výkonem 200 sáčků za minutu má 12 procent prostojů. Běží na 85 procent své nejvyšší rychlosti, aby zvládl změny materiálu. A tvoří 4 procenta-odpovídajících specifikací produktu. Tento stroj má OEE asi 63 procent. Takže 37 procent jeho teoretické kapacity je ztraceno.

Moderní stroj na výrobu pytlů na odpadky opravuje každou z těchto tří ztrátových oblastí pomocí specifických technických řešení. Nespoléhá se na operátora, že bude sledovat a snižovat ztráty. Následující části se zabývají tím, jak stroj snižuje jednotlivé typy ztrát.

Architektura tandemového těsnění pro zdvojnásobení propustnosti

Nejpřímější způsob, jak zvýšit produktivitu, je změnit konstrukci stroje, nikoli zrychlit jeho provoz. Stará linka na výrobu pytlů na odpadky používá vzduchotěsnou stanici. Každý stroj na této stanici zpracovává sáček. Každý cyklus má kroky. Těsnění se zavírá. Zavřete na 160-200 stupňů na 0,15-0,4 sekundy. Pak ji otevřete. Fólie pak posune délku sáčku dopředu. Celý cyklus trvá 0,4–0,6 sekundy. To omezuje výrobu na asi 100–150 sáčků za minutu.

Aby se zlepšila efektivita výroby, stroj na výrobu sáčků na odpadky používá sériové těsnicí zařízení. To znamená střídání dvou zatavovacích stanic. Stanice B posouvá film a připravuje se na uzavření, když byla stanice A v odstávce. Obě stanice sdílejí stejnou filmovou cestu. Ale jeden po druhém pracují v různých pozicích tašky. Tím se zdvojnásobila propustnost na 250–350 sáčků za minutu. Tím se délka pobytu nezkrátí na polovinu. To je důležité, protože pobyt kratší než 0,15 sekundy oslabuje těsnění.

The Society of Plastics Engineers (SPE) má technický dokument o vysokorychlostním{0}}těsnění polyetylenové fólie. Dokumenty ukazují, že při normálních teplotách těsnění neumožňuje doba zdržení kratší než 0,12 sekundy, aby se polymerní řetězce plně promíchaly v těsnění. Tím se sníží pevnost odlupování o 25–35 procent. Sériové provedení zachovává dobré prostoje. Zároveň zdvojnásobuje počet těsnění generovaných za minutu podle času stroje. To vedlo k 95procentnímu nárůstu čisté produktivity oproti návrhu s jedním{10}}zastavením. Toto zvýšení zohlednilo dodatečné práce na údržbě na druhém místě.

Indexování filmů řízené servo{0}y a akcelerační profilování

Mechanismus pohonu tenké fólie táhne fólii přes uzavírací, perforační a řezací stanice. Systém byl hlavní příčinou omezení rychlosti a variability produktů. Mechanické vačkou-poháněné indexery mají pevné vzory zrychlení. Na polyetylenovou fólii nalepili štítek. Trhnutí je rychlost změny zrychlení. To způsobí natažení membrány, změnu šířky a někdy i snížení rychlosti o více než 150 kol za minutu.

Servopoháněné indexery nahrazují vačky programovatelným elektronickým profilem vaček. Tento profil je uložen v ovladači pohybu. Servomotor pohání přesné páry válečků. Tyto válce mají obvykle průměr 120–150 mm. Jsou pochromované-a mají povrchovou úpravu Ra 0,2-0,4 mikronu. Válec pevně drží fólii a pohybuje se vpřed podle nastavené délky sáčku. K omezení trhání používají křivku zrychlení S-křivky. Studovala to organizace IEEE Transactions on Industrial Electronics. Výsledky ukazují, že pohybový profil S-křivky může snížit maximální poměr napětí filmu o 40 procent ve srovnání s konstantním profilem zrychlení při stejné cyklické rychlosti. To umožňuje stroji pracovat rychlostí 250+ za minutu na 12 μm LLDPE fólii, aniž by došlo k překročení meze pružnosti fólie.

Servoindexer má přesnost ±0,3 mm pro polohování délky sáčku. Tato přesnost je důležitá, protože odchylky v délce sáčku mohou ovlivnit další kroky. Pokud je papírový sáček nařezán na délku více než 2 mm, je obalový karton s 500 sáčky příliš dlouhý. Pokud je látkový sáček zkrácen o 2 mm, velikost látkového sáčku nesplňuje požadavky. Divize Converting společnosti TAPPI uvádí, že opakovatelnost rozměrů byla v rozmezí ±0,5 mm a míra objemového odpadu byla snížena o 60–70 procent ve srovnání s tolerancemi ±2 mm.

Automatizované přepínání rolí s létajícím spojem

Výměna válce je jednou z největších příčin neplánovaných prostojů v procesu pytlování. Standardní role 500 kg je široká 1 200 mm a 15 μm LDPE fólie má délku asi 28 000 lineárních metrů. To stačí na zhruba 35 000 standardních 800mm sáčků. Při 250 sáčcích za minutu vám rohlíky dojdou asi za 140 minut. Za směnu je tedy 8-10 změn hlasitosti.

Ruční převíjení trvá 8–15 minut najednou. Musíte zastavit stroj, vyjmout prázdné jádro, naložit ho do nového bubnu, spojit konec fólie s běžícím drátem a znovu jej navléknout. To odpovídá 60–120 minutám ztráty výroby za směnu. Výrobníky pytlů na odpad s automatickými navíjecími stroji zkracují dobu každé výměny na 30–45 sekund. Splétalo se v plné rychlosti.

Tak funguje systém tipování-let. Sekundární rozvinutá poloha drží náhradní roli připravenou. Jeho přední hrana byla zajištěna lepicí páskou. Laserový senzor to detekuje, když průměr běžícího válce dosáhne nastaveného minima. řídicí systém pak zrychlí pohotovostní svitek tak, aby odpovídal rychlosti linky. Přitlačí horkou mozaikovou tyčinku proti bodu překrytí. Přetrhlo to starou síť. To vše se děje během 2–3 sekund. Stroje se nikdy nezastaví.

Evropská asociace organizací pro recyklaci a obnovu plastů (EPRO) má provozní srovnávací data pro flexibilní zpracovatele filmů. Data ukazují, že automatizovaný spojovací systém snížil průměrné prostoje za směnu z výměny rolí o 85 – 92 procent. To může obnovit 50-100 minut výrobního času za směnu.

Vložená detekce defektů a korekce uzavřeného-cyklu

Kvalitní ztráty je taška vyrobená ze specifikací, která se musí vyhodit nebo prodat v nižší třídě. Ty obvykle tvoří 3–6 procent výroby strojů bez inline kontroly. Na vysokorychlostní železniční lince 250+ zavazadel za hodinu- způsobil problém s kvalitou, který zůstal bez povšimnutí i 90 sekund, 375 špatných zavazadel.

Moderní systém detekce strojového vidění má dva klíčové body.

Seal Check používá 2 048 – 4 096 pixelů s vysokým -rozlišením drátu-kamery pro skenování. Kamery zaznamenají spodní těsnění, jakmile je vyrobeno. Systém kontroluje rovnoměrnost šířky těsnění. Nachází neúplné splynutí nebo chlad. Také zjistí znečištění, jako jsou částice gelu nebo prach zachycené v těsnění. Asociace pro obalové a zpracovatelské technologie (PMMI) uvedla, že inline termovizní zobrazování pomocí viditelného světla odhalilo 98 procent defektů těsnění při rychlosti více než 300 sáčků za minutu.

Kontrola perforace využívá druhou kameru. Kamera kontroluje hloubku a rovnoměrnost perforace. Propíchnutí způsobené mělkým pytlíkem na škrtidlo. Příliš hluboká rána způsobuje předčasné roztržení vaků v obalu. Systém měří tloušťku zbývajícího materiálového můstku v každém místě perforace. Označuje sáčky mimo rozsah tolerance 0.5 -1.5 mm.

Při zjištění závady systém nejen spustí alarm. Odesílá naměřená data zpět do řídicích jednotek těsnění a perforace. Pokud je teplota svaru příliš nízká a svar neúplný, ovladač automaticky zvýší bod nastavení o 2 – 3 stupně C. Pokud je hloubka perforace příliš malá, nastavení hloubky čepele 0,02 mm. Tato korekce v uzavřeném cyklu je schválena v souladu s článkem 8.5.1 rámce řízení kvality ISO 9001 na výstupu z kontrolního procesu. Snižuje{11}}odpad související s kvalitou ze 3–6 procent na méně než 0,5 procenta. To odpovídá 6 – 12 výrobním minutám za hodinu navíc.

Nástroje pro rychlou{0}}změnu pro více{1}}formátovou produkci

S rozšiřováním řady trashbagů se rozšiřují i velikosti, například od 20-litrových kuchyňských sáčků po 240litrové vložky do odpadkových košů. Měřidla se také liší, od tenkých sáčků o tloušťce 12 mikronů po 35 μm vysoce odolné. A různé styly, jako je ploché těsnění, hvězdicové těsnění, zip, těsnění atd. Proto je rychlé přepínání mezi těmito typy klíčovým faktorem výkonu.

SMED Metoda SMED Japonské manažerské asociace. Mnoho továren jej používá ke změně zaměstnání. SMED rozděluje čas nastavení na dvě části. Vnitřní nastavení znamená, že se stroj musel zastavit. Externí nastavení znamenají, že můžete být připraveni, zatímco stroj stále běží. Stroj na výrobu pytlů na odpadky, který se řídí pravidly SMED, má tyto vlastnosti.

Rychlou{0}}uvolnění těsnění pomocí páky zámku vačky místo řezáků šroubů. V důsledku toho se doba výměny čárových kódů zkrátila z 20 minut na méně než 3 minuty.
Vozíky na nářadí na místě předem. Drží těsnicí lišty, perforační nože a skládací desky dalšího formátu přímo ve stroji. Jsou nastaveny v aktuálním běhu.
Úpravy serva dle receptury. Délka, šířka skládání a poloha perforace těchto kontrolních vaků. PLC je zavolá do pěti sekund. A nepotřebuje žádnou mechanickou změnu.
Místa připojení vodících lišt se závitem a stanic pro lepení pásky jsou označena barevnými kódy. Obsluha proto nemusí nahlížet do žádné příručky, aby našla a napojila správnou cestu.

Pravidla ISO 22400-2 OEE používá Institute of Manufacturing Performance. Zjistili, že stroje na sáčky na bázi SMED byly schopny změnit celý formát za šest až 10 minut. Tento zahrnuje kontroly kvality první položky. Ale průměrný stroj trvá 30–45 minut. U závodů, které za směnu změní 4–6 formátů, můžete ušetřit 90–180 minut pracovního času.

Prediktivní údržba a dostupnost vybavení

Neplánované prostoje jsou způsobeny poruchou součásti. Například se zaseknou ložiska, vyhoří ohřívače těsnění nebo se opotřebí perforační čepel. Odstávka nejvíce poškodila produktivitu. Protože se to děje bez varování. Musíte najít problém, než ho budete moci vyřešit.

Institut The Society of Manufacturing Engineers zveřejnil některá data. Neplánovaná odstávka Packers trvala od výpadku po restart 45 až 90 minut, ukázala data. Samotná diagnostika trvá 25-40 minut.

Tento problém řeší prediktivní údržba. Kontroluje se stav dílů. Dává varování, když se součástka zhorší, ale neselže. Mezi výhody a nevýhody výrobce stroje na výrobu sáčků na odpadky patří:

Snímače vibrací jsou namontovány na ložisku těsnící stanice. Senzory zrychlení měří vzorce vibrací ložisek. Když začne závodní-odstranění ložisek, frekvence vibrací se zjevně změní. Změnu lze detekovat mezi 200 a 400 pracovními hodinami, než se ložisko úplně zlomí. To odpovídá pravidlům ISO 10816 pro kontrolu mechanických vibrací. Toto včasné varování vám dává čas na výměnu ložisek během plánované údržby.

Zkontrolujte odpor ohřívače těsnění pomocí monitorování. Těsnění obsahuje topné patrony. Jak ohřívače stárnou, roste i jejich odpor. Když se podíváte na trendy odporu, můžete vidět, kdy se ohřívače blíží ke konci své životnosti. Tím se zabrání nesprávné funkci teplot těsnění během cirkulace. Pokud by k takové poruše došlo, způsobilo by to stovky rozbitých plomb, než si toho všiml jakýkoli operátor.

Perforace-ostří čepele byla také pod dohledem. Ale ve většině případů nelze snímač namontovat přímo na čepel. Místo toho změříte sílu potřebnou pro siluety. Tato síla se odečítá ze zpětné vazby točivého momentu servosystému poháněného lopatkami. Čepel se otupila a síla stoupá. Když je točivý moment o 15 – 20 procent vyšší než normálně, znamená to, že je třeba vyměnit nože. Můžete tedy naplánovat jeho broušení nebo výměnu, než čekat, až se kvalita řezu zhorší, a poté jej opravit.

Spojené USA. Úřad pro energetickou účinnost a obnovitelné zdroje energie ministerstva energetiky poskytuje pokyny ke spolehlivosti výrobního systému. Říká se, že prediktivní údržba měkkých-zařízení může snížit neplánované prostoje o 35–45 procent. Také snižují náklady na údržbu o 20–30 procent ve srovnání s pasivní údržbou.

Energetický management a udržitelná produktivita

Vyšší produktivita může spotřebovat více energie. To může snížit vaše úspory. To platí zejména tam, kde jsou vysoké ceny elektřiny nebo jsou uvaleny uhlíkové daně. Stroj na výrobu sáčků na odpadky má vlastnosti úspory energie a řízení spotřeby elektřiny.

Servo regenerativní brzdění je jednou z funkcí. filmové-servo indexování se v každém cyklu zpomalí z plné rychlosti na nulu, motor se stane generátorem. Posílá kinetickou energii zpět do stejnosměrné sběrnice. U rychlých strojů s více než 250 cykly za minutu může tato recyklovaná energie pokrýt 15–25 procent celkové spotřeby energie servosystému.
Další funkcí je kontrola zálohování těsnění. Během výměny rolí, změn formátu nebo krátkých zastavení výroby jsou teploty těsnění udržovány na 85–90 procentech bodu nastavení práce. Ne vždy se dostane na pokojovou teplotu. Společné výzkumné centrum Evropské komise (JRC) má referenční dokument o konverzi polymerních filmů. Pohotovostní režim zkracuje dobu potřebnou k opětovnému zahřátí svařovací lišty ze 4–6 minut na méně než 60 sekund. Spotřebuje o 40 procent méně energie než úplné dohřátí.
Používá se také tavení pomocí-adheziva. U strojů, které používají lepicí pásku k výrobě sáčků se stahovací šňůrkou, se lepidlo zpracovává v malých dávkách 50–100 gramů pomocí-tavného systému na vyžádání. Nemají plnou 5litrovou nádrž při 170 pořád. To snižuje spotřebu energie lepicím systémem o 35–40 procent.

Závěr

Efektivita stroje na výrobu sáčků na odpadky pochází ze spousty věcí, které spolupracují. Patří mezi ně konstrukce stroje (jako je tandemové těsnění), řízení pohybu (servo-poháněné S-indexování křivky), automatizace (přechodové-výměny střižných válců), inline řízení kvality (viz -založená uzavřená-korekce smyčky), provozní metody (SMED{6}}navrhování nástrojů na základě energie), plánování údržby na základě brzdění a předpovědního řízení teploty (zálohování) a monitorování točivého momentu na základě brzdění a zálohování).

Každá část kompenzovala jiný druh ztráty. Tyto typy ztrát jsou z rámce OEE. Jsou jimi použitelnost, výkon a kvalita. A účinky těch částí se jen tak nesčítají. Vynásobte dva.

Pokud například stroj zvětší každou oblast ztráty o 15 procent, celková produktivita se zvýší o 55 procent. Ne 15 procent. Dochází k tomu proto, že když se také zlepší výkon a kvalita, zbývá více času na výrobu.

Právě tento násobící efekt dělá skutečný-technický systém produktivity odlišným od rychlejšího.

Reference

ISO 22400-2:2014.Automatizační systémy a integrace - Klíčové ukazatele výkonu (KPI) pro řízení výrobních operací - Část 2: Definice KPI.
Společnost plastických inženýrů (SPE).Sborník konference ANTEC - Doba setrvání a pevnost těsnění při vysokorychlostním lepení polyetylenovou fólií-.
IEEE.Transakce s průmyslovou elektronikou - S-Curve Motion Profiles pro flexibilní indexování filmů.
Konverzní divize TAPPI.Technické pokyny pro opakovatelnost rozměrů při převodu filmu.
Evropská asociace organizací pro recyklaci a využití plastů (EPRO).Provozní srovnávací data pro flexibilní filmové konvertory.
Asociace pro obalové a zpracovatelské technologie (PMMI).Technologie inline kontroly pro vysokorychlostní-balící linky.
ISO 9001:2015.Systémy řízení kvality - Požadavky.
Japonská manažerská asociace.Metodika a implementační rámec-Single Exchange of Die (SMED).
Institut výrobního výkonu.OEE srovnávací studie pro konverzi zařízení.
Společnost výrobních inženýrů (SME).Případové studie prediktivní údržby ve flexibilním balení.
ISO 10816.Mechanické vibrace - Hodnocení vibrací stroje měřením na nerotujících částech-.
Ministerstvo energetiky USA - Úřad pro energetickou účinnost a obnovitelné zdroje energie.Spolehlivost a údržba výrobních systémů.
Společné výzkumné centrum Evropské komise (JRC).Referenční dokument BAT pro průmysl zpracování polymerních filmů.