Qog'oz, plastmassa yoki to'qilmagan matolardan-bog'li sumkalar yasash bir necha bosqichlarni o'z ichiga oladi: kesish, muhrlash, yig'ish va tugatish. Ushbu qadamlar doimiy ravishda aylanadigan xom ashyoni chakana yoki zavodda foydalanish uchun tayyor sumkaga aylantiradi. Tutqichlarni qo'shish va yamoqlarni o'rnatish ushbu bosqichlarda eng qiyin mexanik vazifadir. Tote yukxalta ishlab chiqaruvchisi bir vaqtning o'zida bir nechta materiallardan iborat tarmoqni harakatga keltirishi, elim yoki issiqlik muhrlarini katta aniqlik bilan qo'llashi va daqiqada 150 sumkadan ortiq tezlikni saqlab turishi kerak. Ushbu mashinalar qo'yish va yamoqlarni avtomatik ravishda qanday ishlashini tushunish uchun biz mexanik qismlarga, sensor tizimlariga va birgalikda ishlaydigan boshqaruv sozlamalariga qarashimiz kerak.
Asosiy nuqta: sumka tanasining shakllanishi
Tutqichlar yoki yamoqlar qo'shilishidan oldin sumkalar tayyorlanishi kerak. Standart plastik to'rva ishlab chiqaruvchisida plyonka katta roldan tushib, quvur shakliga o'raladi va pastki qismida muhrlanadi. Kesish pichog'i quvurni tegishli uzunlikdagi alohida cho'ntaklar ichiga kesib tashlaydi. Keyin har bir sumka keyingi bosqichga tayyor bo'lgan konveyer tasmasi yoki zanjir tizimida oldinga siljiydi.
Tutqichga yoki ta'mirlash stantsiyasiga etib kelganida sumkaning hizalanishi keyingi barcha ishlarning kalitidir. Agar sumka 2 mm yoki 3 mm ga tushib qolsa, ishlov berish yoki yamoqlash noto'g'ri bo'lib, yomon sumkaga aylanadi. Tegishlash mexanik qo'llanmalar, plyonkadagi izni o'qiydigan fotoreseptorlar va yukxalta harakatlanayotganda joylashuvini sozlash uchun servo{4}}uzatuv tizimlari orqali erishiladi. Ushbu aniqlik talablari ISO 21848 tomonidan qoplanadi. U moslashuvchan qadoqlash mashinalari uchun o'lcham chegaralarini belgilaydi..
Tutqichni kiritish: Materialni tayyorlash va oziqlantirish
Avtomatik tutqichni joylashtirish alohida materiallar yetkazib berish bilan boshlanadi: qog‘oz lenta, plastik lenta yoki kesilgan plyonkalar-masalan, tekis materiallar rulosi sumka tutqichiga aylanadi. Tutqich materiali ma'lum bir uzunlikka kesilgan bo'lishi kerak va agar halqa tutqichi kerak bo'lsa, ulashdan oldin uni katlayın va sumkaning to'g'ri joyiga qo'ying.
Dumaloq sumka uchun sumka ishlab chiqaruvchida dastani tasmasi birinchi navbatda tutqich halqasini biriktirish yorliqlariga mos keladigan uzunlikka kesiladi. Keyin tarmoqli yo'naltiruvchi plastinka va yo'naltiruvchi relsli mexanik yig'ma stol yordamida U yoki D shakliga o'raladi. Burmalarning shakli har safar bir xil bo'lishi kerak. Katlamaning o'zgarishi tutqichning uzunligini o'zgartirib, uni notekis qiladi. Servo{4}}boshqariladigan buklama tizimlari yangi mashinalarda kamera-boshqariladigan mexanik papkalarni almashtirdi. Buning sababi shundaki, servo tizim qismlarni almashtirishni talab qilmasdan katlama o'lchamlarini elektron tarzda o'zgartirishga imkon beradi.
Yamoqni mustahkamlash-tutqichni biriktirish joyiga yukni yoyish va tutqichning sumka membranasini yirtib tashlashiga yo‘l qo‘ymaslik uchun-kichkina to‘rtburchak materialni joylashtirish orqali alohida yamoq materiallari tarmog‘ini yechib, ularni alohida yamoqlarga ajratadi. Yamalar odatda aylanadigan o'lim yordamida kesiladi va yamoqni kesish uchun anvil ishlatiladi. Bu bir xil o'lchamdagi yamoqni bir xil tezlikda ishlab chiqarish imkonini beradi. Keyin yamoq vakuumli so'rg'ichlar yoki mexanik armatura yordamida sumkaga o'tkaziladi. Ular yamoqni tutqichni biriktirish joyidan to'liq yuqoriga qo'yadi.
Ishlab chiqarish muhandislari jamiyati mexanik jarayonlarda servo{0}}boshqariladigan materiallarni oziqlantirish tizimlari haqida maqola yozdi. Ular shuni ko'rsatadiki, moddiy tarmoqning haqiqiy kuchlanishini nazorat qilish uchun servo oziqlantiruvchilardan foydalanilganda, daqiqada 200 aylanish tezligida ± 0,5 millimetrli tekislash aniqligiga erishish mumkin. Ushbu aniqlik darajasi yamoqlarni joylashtirish uchun kalit hisoblanadi. Yamoq yaxshi mustahkamlashni ta'minlash uchun dastani biriktiruvchi joyni to'liq qoplashi kerak.
Bog'lanish operatsiyasi: yopishtiruvchi, issiqlik muhri yoki ultratovushli payvandlash
Xaltadagi tutqich va yamoq o'rnatilgandan so'ng, ular mahkamlanishi kerak. Yukxalta sumkasi ishlab chiqarish mashinasida uch xil tez-tez ishlatiladigan bog'lash usullari mavjud. Qadoqlash materialiga ko'ra, kerakli bog'lanish kuchi, ishlab chiqarish tezligi va boshqa omillarni tanlash kerak.
Issiq eritmani qo'llash eng moslashuvchan usuldir. Qog'oz, to'qilmagan mato va ba'zi plastik qoplarga-tutqichlar va yamoqlarni yopishtirish uchun javob beradi. Isitilgan elim tanki eritilgan yopishtiruvchini dasturlashtiriladigan nozul orqali pompalaydi. Ushbu nozul sumkaga yoki tutqich yorlig'iga elim naqshini qo'yadi. Ko‘krak shakli-odatda to‘rtburchaklar, ikki{6}}simli yoki nuqtali-solenoid klapan tomonidan boshqariladi, u mashina aylanayotganda ochiladi va yopiladi. Yelimning harorati va miqdori mos bo'lishi kerak. Juda oz elim, juda zaif, og'irlik ostida sinishi mumkin. Juda ko'p elim ekstruziyalarga olib kelishi mumkin, bu mashinalar va mato sumkasi yuzalarini bo'yashadi.
Agar sumka va tutqich bir xil turdagi termoplastik plyonkalardan bo'lsa, termal muhrdan foydalaning. Muhrni qizdiring va tutqichni sumkaga bosing. Bu plastik aloqa nuqtasini eritib, chok hosil qiladi. Muayyan plyonkalar uchun muhr sozlamalari-harorat, bosim va vaqt-o‘rnatilishi kerak. ASTM F88 moslashuvchan materiallarning muhrlanish kuchini o'lchash uchun standart sinov usulini taqdim etadi. Mashina ishlab chiqaruvchilari ushbu testlardan mashina boshqaruvchisidagi muhr sozlamalarini tekshirish uchun foydalanadilar.
Ultrasonik payvandlash nisbatan yangi qoplash usuli bo'lib, ayniqsa to'qilmagan sumkalar uchun mos keladi. Ultrasonik dinamiklar 20 dan 40 kHz gacha tebranadi. Bu tutqich yorlig'i va sumka o'rtasidagi aloqa nuqtasida ishqalanish issiqligini hosil qiladi. Mahalliy isitish qo'shimcha issiqlik yoki elimsiz payvandlanishi mumkin. Ultrasonik payvandlash tozalik, baxtsizlik va atrofdagi materiallarga termal zarar etkazmaslikning afzalliklariga ega. Bu oziq-ovqat mahsuloti-xaltalaridan foydalanish uchun muhimdir. NIST termoplastik to'qilmagan materiallar uchun ultratovushli payvandlash parametrlarini o'rnatish bo'yicha ishlarni nashr etdi. Ular payvand choki kuchi tebranish amplitudasi va siqish bosimi bilan chambarchas bog'liqligini aniqladilar. Eng yaxshi sozlamalar polimer turiga qarab keng farq qilishi mumkin.
Sinxronizatsiya: boshqaruv arxitekturasi
Tutqichni avtomatik kiritish va yamoqlarni qayta ishlash bilan bog'liq asosiy qiyinchilik - bu vaqt. Xaltalar, tutqich materiallari, yamoq materiallari va bog'lash mexanizmi bir vaqtning o'zida bir xil holatda bo'lishi kerak, tsikldan keyin yuqori tezlikda harakatlanishi kerak, vaqtni belgilashda xatolikka yo'l qo'ymaslik kerak. Bu vaqtni belgilash qatlamli boshqaruvni sozlash orqali amalga oshiriladi.
Yuqori qismida dasturlashtiriladigan mantiqiy boshqaruvchi (PLC) yoki harakat boshqaruvchisi mashinaning asosiy soati vazifasini bajaradi. Tekshirish moslamasi asosiy joylashuvni-odatda, mashina halqasining burchagini aniqlash uchun-kodlovchi yoki asosiy qo'zg'alish chizig'i milidagi virtual elektron g'altakdan signal beradi. Mashinadagi har bir servo vosita ushbu asosiy pozitsiyaga amal qiladi va uning harakatini asosiy holatga ko'ra hisoblab chiqadi. Xost holati sumkaning tutqich holatiga yetganini bildirsa, servoga o'tadigan tutqich tutqichni ishlab chiqarish uchun tezlashadi, yamoq kesiladi va yamoq ishlab chiqarish uchun servoni uzatadi va ulanish tizimi-barchasi millisekundlarda ochiladi.
IEEE Industrial Electronics Society konversion mashinalarda elektron chiziqli shaft texnologiyasining evolyutsiyasi haqida maqola yozdi. Ularning ta'kidlashicha, zamonaviy taqsimlangan servo tizimlar ob'ektning vaqtini asosiy milning ± 0,1 daraja aylanishigacha boshqarishi mumkin. Bu oddiy mashina tezligida sub-millisekundlik vaqt bilan bir xil. Ushbu aniqlik darajasi yuqori chiqish tezligida to'liq avtomatik tutqichni kiritish imkonini beradi. Kameralar, viteslar va vaqt kamarlaridan foydalangan eski mexanik tizimlar buni faqat juda ko'p mexanik qismlar va o'zgartirish uchun kam joy bilan amalga oshirishi mumkin edi.
Sensor bilan aloqa va sifat kafolati
Faqatgina vaqt etarli emas. Mashinalar, shuningdek, har bir qadamning to'g'riligini tekshirishlari kerak va bunday bo'lmagan sumkalarni qayta ishlash yoki yamoq qilishdan bosh tortishlari kerak. Har bir stansiyada real vaqtda fikr-mulohaza bildirish uchun -bir qator sensorlar mavjud.
Fotoelektrik datchiklar yig'iladigan stolga kirganda, tutqich materiali u erda va to'g'ri joyda yoki yo'qligini tekshiradi. Sensor tutqich chizig'i yo'qligini yoki tekislanmaganligini ko'rsatsa, boshqaruvchi nosozlikni keltirib chiqarishi va yomon sumka paydo bo'lishidan oldin mashinani to'xtatishi mumkin. Vizual tizimlar-tasvirni tahlil qilish dasturiga ega kichik kameralar-yamoqlarning joylashishini va shakl elim naqshini tekshirish uchun tobora koʻproq foydalanilmoqda. Vizual tizim nazorat punktidan o'tayotganda har bir sumkaning rasmini oladi va uni mos yozuvlar tasviri bilan taqqoslaydi. Juda ko'p farq qiladigan sumkalar keyinchalik shuntni olib tashlash uchun belgilanadi.
FDA ning HACCP tizimi dastlab oziq-ovqat xavfsizligi uchun ishlab chiqilgan bo'lsa-da, mashina ishlab chiqaruvchilar tomonidan nuqsonlarni to'xtatish uchun namuna sifatida ishlatilgan. Tutqichni o'rnatish va joylashtirish bosqichlarini asosiy nazorat nuqtalari sifatida kiritish va har bir bosqichda avtomatik aniqlashni qo'shish orqali ishlab chiqaruvchilar o'zlarining sumka ishlab chiqaruvchilari jarayon sozlamalarini o'rnatish uchun kuzatilishi mumkin bo'lgan barqaror, xatosiz chiqishni ta'minlashini namoyish qilishlari mumkin.
Yamoqlarni qayta ishlash variantlari: mustahkamlash yamoqlari va oyna yamoqlari
Tote yukxalta ishlab chiqaruvchisida yamoqlarni qayta ishlash ikki xil usulda ishlaydi, bir xil mexanik qismlardan foydalangan holda, lekin turli usullarda. Avval aytib o'tganimizdek, mustahkamlovchi yamoqlar yukni tarqatish uchun tutqichni ulash joyida joylashgan. Shaffof oyna yaratish uchun-qopdagi teshik ustiga oʻrnatilgan shaffof plyonkali toʻrtburchaklar{2}}oʻrnatish uchun turli joylashish sozlamalari talab qilinadi, lekin bir xil yamoqlarni oziqlantirish, kesish va yopishtirish tizimlaridan foydalanadi.
Ikkala turdagi yamoqlarni bir xil mashinada boshqarish qobiliyati moslashuvchan portativ sumka ishlab chiqaruvchining dizayn xususiyatidir. Yamoq materiallari rulosini shaffof bo'lmagan armaturadan shaffof oyna plyonkasiga o'zgartirish mumkin. Kesish qoliplari, shuningdek, turli o'lchamdagi yamoqlarni tayyorlash uchun almashtirilishi mumkin. Boshqaruv elementlari yangi yamoq va bog'lash sozlamalari o'lchamiga mos keladigan tarzda yangilanadi. Bu egiluvchanlik bitta mashinaga koʻp mexanik oʻzgarishsiz-halqa shaklidagi-qoʻltiqli yamoqli sumka, deraza yamoqlari-kesilgan sumka yoki yamoqsiz-faqat sumkalar ishlab chiqarish imkonini beradi.
Michigan shtat universitetining qadoqlash mashinalari instituti tomonidan o'tkazilgan tadqiqot ko'p funktsiyali qadoqlovchilarning ishdan ishga qanchalik tez o'tishini ko'rib chiqdi. Ular servo{1}}boshqariladigan, dasturlashtiriladigan patch bilan ishlov berish tizimlariga ega mashinalar mexanik tartibga solinadigan tizimlarga nisbatan almashtirish vaqtini 60-75% ga qisqartirishini aniqladilar. O'zgartirish vaqtining qisqarishi to'g'ridan-to'g'ri mashinadan foydalanishni yaxshilaydi va mahsulot turlari o'rtasida almashinish paytida chiqindilarni kamaytiradi.
Tezlik, texnik xizmat ko'rsatish va avtomatlashtirish chegaralari
Avtomatik tutqichli yukxalta tashuvchining maksimal tezligi biron bir komponent tomonidan o'rnatilmagan. Bu tsiklning barcha bosqichlarida ruxsat etilgan umumiy vaqt bilan belgilanadi. Daqiqada 150 sumkada mashina har 400 millisekundda to'liq aylanishni yakunlaydi. Bu vaqt ichida sumka joyida bo'lishi kerak, tutqichni kesish va katlama, yamoqni kesish va ko'chirish, elim qo'llash, bog'lash tizimini bosish va bo'shatish va tayyor sumkani yig'ish joyiga yuborish kerak. Har bir qadam 400-millisekundlik byudjetning bir qismidan foydalanadi. Qolgan vaqt-bir qadamning oxiri va keyingi bosqichning boshi oʻrtasidagi vaqt kichik oʻzgarishlarni qabul qilish uchun vaqt yostigʻi hisoblanadi.
Tezlik oshgani sayin, vaqt yostig'i kichikroq va kichikroq bo'ladi. Daqiqada 200 ta sumkada aylanish vaqti 300 millisekundga tushadi. Materialni oziqlantirish, elim quritish yoki sensor javobidagi normal o'zgarishlarni bartaraf etish uchun qistirma etarli bo'lmasligi mumkin. Mashinalar material sifatiga, xona haroratiga va mashinaning aşınmasına ko'proq sezgir. Ta'mirlash ehtiyojlari tez-tez uchraydi va tasodifiy nuqsonlar ehtimoli ko'proq.
IEEE ostida yaratilgan OMAC qadoqlash mashinalari standartlari mashina holatini nazorat qilish va nosozliklarni aniqlash tizimini ta'minlaydi. Bu operatorlarga vaqt muammolarini tezda aniqlash va hal qilishda yordam beradi. OMAC standartlariga amal qiluvchi mashinalar batafsil diagnostika maʼlumotlarini - koʻrsatadi, jumladan, har bir saytdagi vaqt oʻlchovlari va vaqt oʻtishi bilan oʻzgarib turadigan jurnallar. Bu erta parvarishlash va jarayonni nozik sozlash imkonini beradi.
Xulosa
Tote yukxalta ishlab chiqaruvchisi servo servo{0}}boshqaruvchi materialni oziqlantiruvchi nozik kesish va katlama tizimini, dasturlashtiriladigan dasturlashtiriladigan bog'lash birliklari qatlamli vaqtni nazorat qilish sensori sifatini tekshirish avtomatik tutqichni kiritish va yamoqqa ishlov berishni amalga oshiradi. Mashina bir necha materiallar tarmoqlarini{2}}sumkalar, tutqichlar, yamoqlar va elimlar-daqiqada yuzlab marta takrorlanadigan mahkam va vaqtli halqada siljitadi. Mexanik kamerali qoʻzgʻalish tizimlaridan servo{5}}boshqariladigan, dasturlashtiriladigan sozlashlarga oʻtish bu mashinalarni bir martalik asboblardan-bir nechta yukxalta uslublarini oʻzgartirish vaqti bilan ishlay oladigan moslashuvchan ishlab chiqarish platformalariga aylantirdi. Keyingi qadam mexanik emas. Bu vaqtni yaxshilaydigan, qachon texnik xizmat ko'rsatish kerakligini bashorat qiladigan va katta o'zgarishlar sodir bo'lganda rostlovchi dasturiy ta'minot smartlari haqida. Boshqarish tizimlari va sensorlar texnologiyasidagi yutuqlar bilan keyingi qadam oldinga siljish bo'ladi.
Ma'lumotnomalar
- Xalqaro standartlashtirish tashkiloti.ISO 21848 - Qadoqlash - Moslashuvchan qadoqlash sumkasi-Mashinalarni ishlab chiqarish - O‘lchovli toleranslar. Jeneva: ISO, 2019.
- Ishlab chiqarish muhandislari jamiyati. "Servo{1}}Konvertatsiya qilish mexanizmlarida boshqariladigan materiallarni oziqlantirish tizimlari: ro'yxatga olish aniqligi va kuchlanishni nazorat qilish."Ishlab chiqarish muhandisligi jurnali, jild . 166, no. 4, 2021.
- ASTM xalqaro.ASTM F88 - Moslashuvchan to'siqli materiallarning muhrlanish mustahkamligi uchun standart sinov usuli. G'arbiy Konshoxokken: ASTM, 2021 yil.
- Milliy standartlar va texnologiyalar instituti. "Qadoqlash ilovalarida termoplastik nonwoven materiallar uchun ultratovushli payvandlash parametrlarini optimallashtirish".NIST texnik eslatmasi 2195, 2020.
- IEEE Industrial Electronics Society. "Mashinalarni konvertatsiya qilishda elektron chiziqli milya texnologiyasi: Sinxronizatsiya nozikligi va taqsimlangan servo arxitekturalari".Sanoat elektronikasi bo'yicha IEEE operatsiyalari, jild . 68, no. 7, 2021.
- Qadoqlash mashinalari tadqiqot instituti, Michigan shtat universiteti. "Ko'p funksiyali sumka-Mashinalarni ishlab chiqarishda o'zgartirish samaradorligi: Servo-Driven va Mexanik tizimlar."Qadoqlash texnologiyasi va fanlari jurnali, jild . 34, no. 2, 2022.
- OMAC Packaging ishchi guruhi, Elektr va elektronika muhandislari instituti.OMAC qadoqlash mashinalari bo'yicha ko'rsatmalar: Davlat boshqaruvi va diagnostikasi. Piscataway: IEEE, 2020.
