Novi uređaj za detekciju pakovanja cigareta

Trenutno je testiranje performansi ljepila za gotova pakovanja cigareta potpuno ručno. Proces testiranja uključuje tri glavna koraka: pripremu materijala, lijepljenje papira i ocjenjivanje{1}}odljepljivanja, uključujući više od deset procedura kao što su rezanje uzorka, nanošenje ljepila, presovanje, mirovanje, guljenje i procjena, od kojih se svi u potpunosti oslanjaju na ručni rad. Ova tradicionalna metoda testiranja ima probleme kao što su neprecizne količine ljepila, neravnomjerno nanošenje, neusklađeni papir i nedovoljno presovanje, što dovodi do dugog vremena testiranja, čestih ponovnih testiranja, visokog intenziteta rada, niske efikasnosti i sigurnosnih rizika s nekom opremom za grijanje. Da bi se riješio ovih problema, Changde Jinpeng Printing Co., Ltd. (u daljem tekstu "Changde Jinpeng") usvojio je pristup "zajedničkog proboja preduzeća uzvodnih i nizvodnih industrijskih lanaca". Učeći na-stranici i zajedničkim inovacijama, uspješno su razvili uređaj za testiranje ljepljivosti papira za pakovanje. Ovaj članak sistematski objašnjava razvojnu pozadinu, tehnička rješenja, efekte implementacije i potencijalne primjene ovog uređaja, s ciljem da pruži referencu za tehnološke inovacije u testiranju kvaliteta u industriji.

Tehnička pozadina i analiza problema

01/ Tehnička konotacija performansi ljepila

Adhezivni učinak se odnosi na, na osnovu mehanizma neuspjeha vezivanja, simulaciju koraka lijepljenja u formiranju ambalaže cigareta, gdje se dva uzorka spajaju, a zatim destruktivno odvajaju. Ako se papirna vlakna razdvoje ljepilom, učinak ljepila se smatra kvalificiranim. Ovaj pokazatelj učinka direktno odražava kompatibilnost između ljepila i papirne podloge i ključni je parametar za osiguranje stabilnosti strukture ambalaže.

02/ Tradicionalne metode ispitivanja i postojeći problemi

Trenutno, svi proizvodi za pakovanje kutija za cigarete moraju proći testiranje performansi ljepila prije nego što napuste tvornicu. Proces testiranja može se podijeliti u tri glavne faze: "priprema materijala", "lijepljenje papira" i "ocjenjivanje-odljepljivanja". Specifična procedura uključuje: uzimanje uzorka za testiranje iz vrećice za uzorke → izrežite ljepljivu površinu uzorka na veličinu 20 mm × 50 mm → štrcaljkom navucite ljepilo (kao što je prikazano na slici 1) → ukapajte ljepilo na naznačeno područje → ravnomjerno rasporedite ljepilo čistom kapaljkom → poravnajte i pričvrstite stražnji dio papira sa zalijepljenim područjem → pustite da sjedne na plohu → uređaj za sjedenje na slici 2 30 minuta → ručno odvojite dvije spojene površine u potpunosti → vizualno procijenite da li su papirna vlakna oštećena.

Slika 1 Ručno usisavanje gela

Slika 2 Presa za vruće zaptivanje

Nakon analize, gore navedeni proces potpuno ručnog rada ima sljedeće probleme:

(1) Niska efikasnost: pojedinačni testovi u laboratoriji traju predugo, dok cijeli proces traje oko 35 minuta. Nakon zahtjeva za inspekciju, dugo se čeka na povratne informacije, što ne može zadovoljiti-potrebe praćenja proizvodnje u stvarnom vremenu.

(2) Sigurnosne opasnosti: Neki koraci testiranja uključuju opremu za grijanje, a ručni rad nosi rizik od opekotina i električnih opasnosti.

(3) Nedovoljna tačnost: Trenutne metode ispitivanja su relativno grube. Kontrola količine ljepila oslanja se na iskustvo operatera, a ujednačenost premaza se ne može garantirati, što dovodi do niske preciznosti u podacima testa, što otežava podršku prefinjene kontrole kvaliteta.

(4) Visoka stopa ponovne inspekcije: Cijeli proces se izvodi ručno, a ključni koraci (poput struganja ljepila, poravnanja i pritiskanja) su skloni greškama, uzrokujući neuspjeh eksperimenta. Stopa ponovne inspekcije je čak 50%, što ne samo da povećava opterećenje, već i gubi resurse za testiranje.

Ukratko, tradicionalne metode ručnog testiranja više nisu prikladne za zahtjeve moderne industrije paklica cigareta za preciznom i efikasnom kontrolom kvaliteta. Postoji hitna potreba za razvojem standardizovanog, automatizovanog uređaja za testiranje kako bi se u osnovi eliminisala ljudska smetnja.

Rješenje i tehnički principi

01/ Ciljevi istraživanja i sveukupni pristup

Kako bi riješio gore navedene probleme, naš projektni tim je postavio sljedeći razvojni cilj: razviti uređaj za testiranje performansi ljepila za ambalažu koji standardizira i automatizira proces testiranja, učinkovito kontrolira količinu i ujednačenost nanesenog ljepila, osigurava sigurno i čvrsto zagrijano presovanje i značajno poboljšava efikasnost testiranja i pouzdanost podataka. Cjelokupni tehnički pristup je integracija funkcija kao što su struganje ljepila, prijenos, grijanje i presovanje u jedan uređaj, pretvarajući razbacane ručne operacije u kontinuirani automatizirani proces; postići preciznu kontrolu ključnih parametara procesa kroz preciznu mehaničku strukturu; i eliminisati ljudske faktore kroz standardizovane operativne procedure.

02/ Projekt konstrukcije uređaja

Razvijeni uređaj za ispitivanje performansi ljepila za ambalažni papir pripada području tehnologije lijepljenja ambalaže i uglavnom uključuje tri funkcionalna modula, kao što je prikazano na slici 3.

Slika 3 Uređaj za testiranje performansi ljepila za pakiranje (lijevo: šematski dijagram, desno: pravi uređaj)

(1) Baza: Služi kao noseća platforma za cijeli uređaj, integrirajući instalaciju mehanizma za struganje, mehanizma za kotrljanje i mehanizma za laminiranje. Osigurava da je prostorno pozicioniranje svakog funkcionalnog modula precizno koordinirano, omogućavajući kontinuirane procese testiranja.

(2) Mehanizam za struganje: Koristi se za struganje viška ljepila iz korita četke za ljepilo u korito za prelivanje i izravnavanje ljepila. Ovaj mehanizam ima precizan uređaj za podešavanje razmaka strugača za kontrolu debljine sloja ljepila unutar unaprijed postavljenog raspona, osiguravajući ujednačenu i konzistentnu debljinu.

(3) Mehanizam za valjanje: Koristi se za pritiskanje papira za pakovanje na sloj ljepila nakon struganja, prenoseći ljepilo na papir. Mehanizmom upravlja pogonska jedinica koja osigurava da valjak primjenjuje konstantnu brzinu i pritisak, eliminirajući fluktuacije brzine i neravnomjeran pritisak uzrokovan ručnim kotrljanjem.

(4) Mehanizam laminiranja: Koristi se u testovima ljepila za primjenu kontroliranog pritiska i vremena laminacije na papir koji je zalijepljen i prebačen u korito za laminiranje, simulirajući proces laminacije u stvarnoj proizvodnji štampe i ambalaže. Ovaj mehanizam uključuje električni modul za grijanje za preciznu kontrolu temperature i vremena presovanja.

03/ Standardizovani proces testiranja

Na osnovu razvijenog uređaja uspostavljen je sljedeći standardizirani proces ispitivanja:

(1) Uzorkovanje: Najmanje 5 listova treba uzorkovati po seriji. Uzorci trebaju biti ravni, neoštećeni, bez lijepljenja i ispunjavati zahtjeve veličine od najmanje 300 mm × 300 mm. Svaki uzorak treba da pokazuje smjer zrna papira i prednju/zadnju stranu i da bude zatvoren u vrećici.

(2) Kondicioniranje temperature i vlage: Uzorke treba kondicionirati pod uslovima navedenim u GB/T 10739 kako bi se eliminisali uticaji okoline na rezultate.

(3) Rezanje uzorka: Izrežite uzorke na uzorak 1 (98 mm × 42 mm) i uzorak 2 (98 mm × 50 mm), osiguravajući da je duga strana (98 mm) paralelna sa smjerom zrna radi usklađenosti sa smjerom sile tokom stvarne proizvodnje.

(4) Ubrizgavanje ljepila: Upotrijebite dozator ljepila da izvučete izmjerenu količinu testnog ljepila i ubrizgajte ga u spremnik ljepila na tačkicama modula za nanošenje ljepila.

(5) Struganje ljepila: Strugač automatski struže višak ljepila oko spremnika s tačkama u prelivno korito i izravnava ga, formirajući ujednačen sloj ljepila.

(6) Nanošenje ljepila: Postavite uzorak 1 (98 mm × 42 mm) u modul za nanošenje ljepila s prednjom stranom papira prema gore. Pokrenite mehanizam za valjanje da pritisnete uzorak na izravnani sloj ljepila konstantnom brzinom i pritiskom, osiguravajući ravnomjeran prijenos ljepila.

(7) Adhezija: Uklonite zalijepljeni uzorak 1 i stavite ga u žljeb modula električnog grijanja na modulu za spajanje, stranom ljepila prema gore, poravnato s prednjom stranom uzorka 2. Postavite temperaturu modula električnog grijanja i pokrenite uređaj vruće{3}}pritiskom da zajedno pritisnete uzorak 1 i uzorak 2.

(8) Instalacija uzorka: Uzmite spojeni uzorak iz uređaja za nanošenje ljepila. Umetnite jedan kraj Uzorka 2 u fiksni prorez na testeru za guljenje i stegnite drugi kraj Uzorka 1 pomoću držača za vuču.

(9) Test ljuštenja: Kao što je prikazano na slici 4, koristite ugao ljuštenja od 150 stepeni i brzinu testiranja od 600 mm/s sa vučnim uređajem. Zabilježite krivulju sile ljuštenja i odredite način kvara (kvar papirnih vlakana ili kvar sučelja sloja ljepila).

Slika 4 Test ljuštenja pakovanja cigareta

04/ Ključni tehnološki proboj

Ovaj uređaj je postigao tehnološki napredak u sljedeća tri područja:

(1) Integrirani dizajn: Integracijom tri glavna funkcionalna modula-struganje, valjanje i laminiranje ljepila-u jednu osnovu, on standardizira cijeli proces u eksperimentima performansi ljepila, uključujući nanošenje ljepila, izravnavanje sloja ljepila, prijenos ljepila i laminiranje, eliminiranje grešaka između koraka.

(2) Precizna kontrola parametara: mehanizam za struganje osigurava da je sloj ljepila ujednačen u debljini (greška manja ili jednaka 0,01 mm); mehanizam za valjanje, koji pokreće servo sistem, kontroliše valjke da prenose lepak konstantnom brzinom i pritiskom, sa preciznošću brzine od ±0,1mm/s i preciznošću pritiska od ±0,5N; Mehanizam za laminiranje može precizno podesiti pritisak laminiranja (±1N), temperaturu (±1 stepen) i vrijeme (±0,1s), precizno simulirajući stvarne uslove proizvodnje.

(3) Standardizirani rad: Sve operacije se postavljaju putem ljudskog-mašinskog interfejsa, i nakon pokretanja jednog-klika, cijeli proces se automatski završava. Ovo u potpunosti eliminiše nedostatke uzrokovane ručnim radom, kao što su neprecizna količina ljepila, neravnomjerno nanošenje, neusklađen papir ili nedovoljno pritiskanje, osiguravajući ponovljivost i uporedivost rezultata ispitivanja. Poređenje procesa prije{5}}i-poslije testiranja prikazano je na slici 5.

Slika 5 Poređenje procesa inspekcije prije i poslije poboljšanja



Tehnička efikasnost i analiza podataka



01/ Analiza poboljšanja efikasnosti



Nakon višestrukih praktičnih{0}}provjera valjanosti i praktičnih testova, uređaj je postigao značajna poboljšanja u efikasnosti inspekcije. Ukupno vreme inspekcije po prolazu smanjeno je sa 2057 sekundi u tradicionalnim ručnim metodama na 442 sekunde, povećavajući radnu efikasnost za 365,38%. Stopa uspješnosti cjelokupnog procesa inspekcije je dostigla 100%, a stopa ponovne inspekcije je pala sa 50% na 0, što je značajno smanjilo radni intenzitet osoblja za testiranje.



02/ Preciznost i pouzdanost detekcije



Procjena kupaca: "Ovaj uređaj je naučno i razumno dizajniran, jednostavan za rukovanje, vrlo precizan i vrlo stabilan. On učinkovito prevazilazi probleme kao što su kašnjenje u otkrivanju i pristranost podataka pronađena u prethodnim metodama ručne inspekcije, pružajući snažnu tehničku podršku našim naporima da ojačamo kontrolu kvaliteta ljepila za papir za pakovanje."



03/ Sigurnosna poboljšanja



Tradicionalno ručno testiranje koristi toplinske zaptivače i drugu opremu za grijanje s opasnostima od opekotina i električne sigurnosti. Ovaj uređaj integriše modul grijanja u zatvoreni kompozitni mehanizam, sa zaštitom toplinske izolacije i automatskom regulacijom temperature, tako da operateri ne moraju dodirivati ​​visoko{1}}komponente, čime se u potpunosti eliminiše rizik od opekotina.



Socijalna davanja i vrijednost aplikacije



01/ Direktne ekonomske koristi



Ovaj uređaj može efikasno smanjiti stopu otpadaka i gubitaka u preradi u proizvodnji ambalaže predviđanjem efekata vezivanja papira unapred. Prema procjenama, ako se ovaj uređaj promovira u cijeloj industriji, stopa otpada gotovog proizvoda uzrokovana problemima ljepila u kompanijama za pakovanje ambalaže može se smanjiti sa prosječnih 5,7% na ispod 2%. Istovremeno, poboljšana efikasnost inspekcije može uštedjeti značajan iznos troškova rada, smanjujući troškove rada po inspekciji za oko 80%.



02/ Uloga tehnološkog lidera



Standardizirani rad ovog uređaja može mjeriti performanse lijepljenja različitih tipova ljepila, efikasno odabrati i prilagoditi formulacije ljepila za specijalizirane procese pakovanja cigareta, tinte i laminacije, skratiti ciklus istraživanja i razvoja za odabir ljepila i poboljšanja formulacije, precizno riješiti praktična pitanja kao što su odljepljivanje, savijanje, prelijevanje ljepila i prianjanje u sistemu zbijanja i ocjenjivanja ljepila za proizvodnju pakovanja cigareta. pakovanje papira.



03/ Sinergija industrijskog lanca



Projekt usvaja model zajedničkog istraživanja u cijelom industrijskom lancu, integrirajući uzvodno istraživanje i razvoj ljepila, štampanje i proizvodnju pakiranja cigareta srednjeg toka i nizvodne proizvođače ambalaže za cigarete s tehničkim, talentiranim i resursima opreme. On ruši informacijske i tehničke barijere u svakoj fazi, formirajući kompletan-lanac tehničkog sistema optimizacije od sirovina do gotovih proizvoda, pokrećući cjelokupnu industriju paklica cigareta prema većoj efikasnosti, preciznosti i inteligenciji, te povećavajući osnovnu konkurentnost industrije.



04/ Doprinos industrijskoj standardizaciji



Ovaj projekat je uspešno razvio prvi uređaj za testiranje performansi lepka za pakovanje papira u zemlji, postigavši ​​prvi korak u industriji. Kako bi ispunio objedinjene tehničke specifikacije koje zahtijevaju različita preduzeća i institucije za ispitivanje unutar industrije, projektni tim je standardizirao rezultate istraživanja, promovirao tehnička otkrića i poboljšanja kvaliteta u preklopnim kartonima i sirovinama i pomoćnim materijalima (papiru) u industriji ambalaže i štampe, te poboljšao koordiniranu raspodjelu i mogućnosti inovacija preduzeća uzvodno i nizvodno.



U budućnosti, istraživački tim će nastaviti da optimizuje nivo inteligencije uređaja, razvija sistem automatskog prosuđivanja zasnovanog na mašinskom vidu, postiže potpuno bespilotnu operaciju testiranja performansi lepka i istraživa proširenje primene uređaja na druge materijale za pakovanje (kao što su plastika i metalne folije) za testiranje performansi prijanjanja, dajući veći doprinos u industriji kvaliteta u tehnološkoj inspekciji.