Työteho parani yli 300 %! Uusi tupakka-askin tarkastuslaite on näin tehokas!
Tällä hetkellä valmiiden savukepakkausten kiinnittymiskyvyn testaus on täysin manuaalista. Testausprosessi sisältää kolme päävaihetta: materiaalin valmistelu, paperin liimaus ja irrotus{1}}arviointi, johon kuuluu yli kymmenen toimenpidettä, kuten näytteen leikkaaminen, liimaus, puristus, lepo, kuorinta ja arviointi, jotka kaikki perustuvat täysin manuaaliseen työhön. Tässä perinteisessä testausmenetelmässä on ongelmia, kuten epätarkkoja liimamääriä, epätasaista levitystä, väärin kohdistettua paperia ja riittämätöntä puristusta, mikä johtaa pitkiin testausaikoihin, toistuviin uusintatesteihin, suureen työmäärään, alhaiseen tehokkuuteen ja turvallisuusriskeihin joidenkin lämmityslaitteiden kanssa. Näiden ongelmien ratkaisemiseksi Changde Jinpeng Printing Co., Ltd. (jäljempänä "Changde Jinpeng") otti käyttöön "alku- ja loppupään teollisuuden ketjuyritysten yhteisen läpimurron". Oppimalla paikan päällä-ja innovoimalla yhdessä he kehittivät onnistuneesti laitteen pakkauspaperin tarttuvuuden testaamiseen. Tämä artikkeli selittää systemaattisesti tämän laitteen kehitystaustaa, teknisiä ratkaisuja, toteutusvaikutuksia ja mahdollisia sovelluksia. Tavoitteena on tarjota referenssi alan teknologisille innovaatioille laaduntestauksessa.
Tekninen tausta ja ongelma-analyysi
01/ Liiman suorituskyvyn tekninen merkitys
Liimauskyky viittaa sidoksen katkeamismekanismiin perustuen sidosvaiheen simulointiin savukepakkauksen muodostuksessa, jossa kaksi näytettä liimataan yhteen ja sitten irrotetaan tuhoavasti. Jos liima vetää paperikuituja erilleen, liimauskykyä pidetään laadukkaana. Tämä suoritusindikaattori heijastaa suoraan liiman ja paperialustan välistä yhteensopivuutta ja on avainparametri pakkausrakenteen vakauden varmistamisessa.
02/ Perinteiset testausmenetelmät ja olemassa olevat ongelmat
Tällä hetkellä kaikille savukelaatikoiden pakkaustuotteille on suoritettava liimaustesti ennen tehtaalta lähtöä. Testausprosessi voidaan jakaa kolmeen päävaiheeseen: "materiaalin valmistelu", "paperin liimaus" ja "irrotus{1}}arviointi". Erityistoimenpide sisältää: ota testattava näyte näytepussista → leikkaa näytteen liima-alue 20 mm × 50 mm:n kokoiseksi → vedä liimaa ruiskulla (kuten kuvassa 1) → pudota liimaa määritetylle alueelle → levitä liimaa tasaisesti puhtaalla tiputtimella → kohdista ja kiinnitä paperin takaosa tasaisella pinnalla kuvassa olevalla laitteella → paina 2. istu 30 minuuttia → irrota kaksi liimattua pintaa manuaalisesti kokonaan → arvioi silmämääräisesti, ovatko paperikuidut vaurioituneet.
Kuva 1 Manuaalinen geelin imu
Kuva 2 Kuumasaumauspuristin
Analyysin jälkeen yllä olevassa täysin manuaalisessa käyttöprosessissa on seuraavat ongelmat:
(1) Alhainen tehokkuus: Yksittäiset testit laboratoriossa kestävät liian kauan, ja koko prosessi kestää noin 35 minuuttia. Tarkastuspyynnön jälkeen palautetta on odotettava pitkään, mikä ei vastaa reaaliaikaista-tuotannon seurantaa.
(2) Turvallisuusvaarat: Joihinkin testausvaiheisiin liittyy lämmityslaitteita, ja manuaaliseen käyttöön liittyy palovammoja ja sähköisiä vaaroja.
(3) Riittämätön tarkkuus: Nykyiset testausmenetelmät ovat suhteellisen karkeita. Liimamäärän hallinta perustuu käyttäjän kokemukseen, eikä pinnoitteen tasaisuutta voida taata, mikä johtaa testitietojen alhaiseen tarkkuuteen, mikä vaikeuttaa hienostuneen laadunvalvonnan tukemista.
(4) Korkea uudelleentarkastusnopeus: Koko prosessi suoritetaan manuaalisesti, ja tärkeimmät vaiheet (kuten liiman kaapiminen, kohdistaminen ja puristus) ovat alttiita virheille, mikä aiheuttaa kokeen epäonnistumisen. Uudelleentarkastusaste on jopa 50 %, mikä ei ainoastaan lisää työmäärää, vaan myös tuhlaa testausresursseja.
Yhteenvetona voidaan todeta, että perinteiset manuaaliset testausmenetelmät eivät enää sovellu nykyaikaisen savukepakkausteollisuuden vaatimuksiin tarkasta ja tehokkaasta laadunvalvonnasta. On kiireellisesti kehitettävä standardoitu, automatisoitu testauslaite ihmisten häiriöiden poistamiseksi.
Ratkaisu ja tekniset periaatteet
01/ Tutkimustavoitteet ja yleinen lähestymistapa
Edellä mainittujen ongelmien ratkaisemiseksi projektitiimimme asetti seuraavan kehitystavoitteen: kehittää pakkauspaperin liiman suorituskyvyn testauslaite, joka standardoi ja automatisoi testausprosessin, valvoo tehokkaasti levitettävän liiman määrää ja tasaisuutta, varmistaa turvallisen ja lujan kuumapuristuksen sekä parantaa merkittävästi testauksen tehokkuutta ja tietojen luotettavuutta. Yleinen tekninen lähestymistapa on integroida toimintoja, kuten liiman kaavinta, siirtoa, kuumennusta ja puristamista yhdeksi laitteeksi, jolloin hajallaan olevat manuaaliset toiminnot muunnetaan jatkuvaksi automatisoiduksi prosessiksi; saavuttaa keskeisten prosessiparametrien tarkka hallinta tarkan mekaanisen rakenteen avulla; ja eliminoida inhimilliset tekijät standardoiduilla toimintamenetelmillä.
02/ Laitteen rakennesuunnittelu
Kehitetty pakkauspaperin liiman suorituskyvyn testauslaite kuuluu pakkaussidontatekniikan alaan ja sisältää pääasiassa kolme toiminnallista moduulia, kuten kuvasta 3 näkyy.
Kuva 3 Pakkauspaperin liiman suorituskyvyn testauslaite (vasemmalla: kaavio, oikealla: todellinen laite)
(1) Pohja: Toimii koko laitteen tukialustana, joka yhdistää kaavinmekanismin, vierintämekanismin ja laminointimekanismin asennuksen. Se varmistaa, että kunkin toiminnallisen moduulin paikkasijainti on tarkasti koordinoitu, mikä mahdollistaa jatkuvat testausprosessit.
(2) Kaavintamekanismi: Käytetään ylimääräisen liiman raapimiseen liimaharjakaukalosta ylivuotokaukaloon ja liiman tasoittamiseen. Tässä mekanismissa on tarkka kaavinvälin säätölaite liimakerroksen paksuuden säätämiseksi esiasetetun alueen sisällä varmistaen tasaisen ja tasaisen paksuuden.
(3) Rullausmekanismi: Käytetään pakkauspaperin painamiseen liimakerrokseen kaapimisen jälkeen, jolloin liima siirretään paperille. Mekanismia ohjaa käyttöyksikkö, joka varmistaa, että rulla käyttää tasaista nopeutta ja painetta, mikä eliminoi nopeuden vaihtelut ja manuaalisen rullauksen aiheuttamat epätasaiset paineet.
(4) Laminointimekanismi: Käytetään liimatesteissä hallitun laminointipaineen ja -ajan kohdistamiseksi liimatulle ja laminointikaukaloon siirretylle paperille, simuloiden laminointiprosessia varsinaisessa paino- ja pakkaustuotannossa. Tämä mekanismi sisältää sähköisen lämmitysmoduulin, joka ohjaa tarkasti puristuslämpötilaa ja -aikaa.
03/ Standardoitu testausprosessi
Kehitetyn laitteen perusteella luotiin seuraava standardoitu testausprosessi:
(1) Näytteenotto: Vähintään 5 arkista tulee ottaa näyte erää kohden. Näytteiden tulee olla litteitä, vahingoittumattomia, tarttumattomia ja täytettävä vähintään 300 mm × 300 mm kokovaatimus. Jokaisen näytteen tulee osoittaa paperin syysuunnan ja etu-/takapuolen, ja se on suljettava pussiin.
(2) Lämpötila- ja kosteuskäsittely: Näytteet tulee käsitellä GB/T 10739:ssä määritellyissä olosuhteissa tuloksiin kohdistuvien ympäristövaikutusten eliminoimiseksi.
(3) Näytteen leikkaaminen: Leikkaa näytteet näytteeksi 1 (98 mm × 42 mm) ja näytteeksi 2 (98 mm × 50 mm) varmistaen, että pitkä sivu (98 mm) on yhdensuuntainen raesuuntaan nähden, jotta se on johdonmukainen voimasuunnan kanssa todellisen tuotannon aikana.
(4) Liiman ruiskutus: Vedä mitattu määrä testiliimaa liima-annostelijalla ja ruiskuta se liiman levitysmoduulin pisteliimasäiliöön.
(5) Liiman raapiminen: Kaavin kaapii automaattisesti ylimääräisen liiman pistesäiliön ympäriltä ylivuotokaukaloon ja tasoittaa sen muodostaen yhtenäisen liimakerroksen.
(6) Liiman levitys: Aseta näyte 1 (98 mm × 42 mm) liiman levitysmoduuliin paperin etupuoli ylöspäin. Käynnistä rullausmekanismi, jolla näyte painetaan tasaiselle liimakerrokselle tasaisella nopeudella ja paineella varmistaen tasaisen liiman siirtymisen.
(7) Kiinnitys: Irrota liimattu näyte 1 ja aseta se liimausmoduulin sähkölämmitysmoduulin uraan liimapuoli ylöspäin, kohdakkain näytteen 2 etupuolen kanssa. Aseta sähkölämmitysmoduulin lämpötila ja käynnistä kuuma-puristuslaite, jossa näyte 1 ja näyte 2 painetaan yhteen.
(8) Näytteen asennus: Ota sidottu näyte liiman levityslaitteesta. Aseta näytteen 2 toinen pää kuoriutumistestin kiinteään aukkoon ja kiinnitä näytteen 1 toinen pää vetokiinnittimellä.
(9) Kuorimistesti: Käytä 150 asteen kuoriutumiskulmaa ja 600 mm/s testausnopeutta, kuten kuvassa 4 on esitetty, vetolaitteen kanssa. Tallenna irrotusvoimakäyrä ja määritä vikatila (paperikuituvirhe tai liimakerroksen rajapinnan vika).
Kuva 4 Tupakkapakkauksen kuoriutumistesti
04/ Tärkeimmät teknologian läpimurrot
Tämä laite on saavuttanut teknologisia läpimurtoja seuraavilla kolmella alueella:
(1) Integroitu suunnittelu: Integroimalla kolme pääasiallista toiminnallista moduulia-liiman kaavinta, rullaamalla ja laminoimalla-yhdeksi alustaksi se standardoi koko prosessin liiman suorituskykykokeissa, mukaan lukien liiman levittäminen, liimakerroksen tasoitus, liiman siirto ja laminointi, eliminoimalla virheet vaiheiden välillä.
(2) Tarkka parametrien hallinta: Kaavintamekanismi varmistaa, että liimakerroksen paksuus on tasainen (virhe pienempi tai yhtä suuri kuin 0,01 mm); servojärjestelmän käyttämä vierintämekanismi ohjaa rullia siirtämään liimaa tasaisella nopeudella ja paineella nopeuden tarkkuudella ±0,1 mm/s ja paineen tarkkuudella ±0,5 N; laminointimekanismi voi säätää tarkasti laminointipainetta (±1N), lämpötilaa (±1 astetta) ja aikaa (±0,1s), simuloiden tarkasti todellisia tuotantoolosuhteita.
(3) Standardoitu toiminta: Kaikki toiminnot määritetään ihmisen-konerajapinnan kautta, ja yhden-napsautuksen aloituksen jälkeen koko prosessi suoritetaan automaattisesti. Tämä eliminoi täysin manuaalisen käytön aiheuttamat viat, kuten epätarkan liiman määrän, epätasaisen levityksen, väärin kohdistetun paperin tai riittämättömän puristuksen, mikä varmistaa testitulosten toistettavuuden ja vertailukelpoisuuden. Ennen{5}}ja-testauksen jälkeen -prosessien vertailu näkyy kuvassa 5.
Kuva 5 Tarkastusprosessien vertailu ennen ja jälkeen parannusta
Tekninen tehokkuus ja tietojen analyysi
01/ Tehokkuuden parantamisanalyysi
Useiden{0}}tarkistusten ja käytännön testien jälkeen laite on saavuttanut merkittäviä parannuksia tarkastusten tehokkuudessa. Kokonaistarkastusaika läpäisyä kohti on lyhennetty 2057 sekunnista perinteisillä manuaalisilla menetelmillä 442 sekuntiin, mikä lisää työn tehokkuutta 365,38 %. Koko tarkastusprosessin onnistumisprosentti on saavuttanut 100 %, ja uudelleentarkastusten määrä on laskenut 50 %:sta nollaan, mikä vähentää huomattavasti testaushenkilöstön työvoimaa.
02/ Tunnistuksen tarkkuus ja luotettavuus
Asiakkaan arviointi: "Tämä laite on tieteellisesti ja järkevästi suunniteltu, helppokäyttöinen, erittäin tarkka ja erittäin vakaa. Se ratkaisee tehokkaasti aiemmissa manuaalisissa tarkastusmenetelmissä havaitut havaintoviiveet ja tietopoikkeamat, tarjoten vahvaa teknistä tukea pyrkimyksillemme vahvistaa pakkauspaperiliiman laadunvalvontaa."
03/ Tietoturvaparannukset
Perinteisessä manuaalisessa testauksessa käytetään kuumasaumausaineita ja muita lämmityslaitteita, joissa on palovammoja ja sähköturvallisuusriskejä. Tämä laite integroi lämmitysmoduulin suljetuksi komposiittimekanismiksi, jossa on lämmöneristyssuoja ja automaattinen lämpötilan säätö, joten käyttäjien ei tarvitse koskea korkeisiin-lämpötiloihin, mikä eliminoi palovammojen vaaran.
Sosiaaliset edut ja sovellusarvo
01/ Suorat taloudelliset hyödyt
Tällä laitteella voidaan tehokkaasti vähentää pakkaustuotannon romu- ja jälkikäsittelyhäviöitä ennakoimalla paperin sidosvaikutukset etukäteen. Arvioiden mukaan, jos tätä laitetta mainostetaan koko teollisuudessa, pakkauspakkausyrityksissä liima-ongelmien aiheuttama valmiin tuotteen romumäärä voidaan vähentää keskimäärin 5,7 prosentista alle 2 prosenttiin. Samaan aikaan parannettu tarkastustehokkuus voi säästää huomattavan määrän työvoimakustannuksia, mikä vähentää työvoimakustannuksia tarkastusta kohden noin 80 %.
02/ Teknologinen johtajuus
Tämän laitteen standardoitu toiminta voi mitata erityyppisten liimojen sidoskykyä, valita ja mukauttaa tehokkaasti liimakoostumuksia erikoistupakkapakkausten paperi-, muste- ja laminointiprosesseihin, lyhentää liiman valinnan ja koostumuksen parantamisen T&K-sykliä, ratkaista tarkasti käytännön ongelmat, kuten liiman poistaminen, vääntyminen, liimapaperin ylivuoto ja savukepakkauksen arvioinnin ja kiinnittymisen savukepakkauksen tuotantoon.
03/ Toimialaketjun synergia
Hankkeessa otetaan käyttöön yhteinen tutkimusmalli koko teollisuuden ketjussa, jossa integroidaan alkupään liiman tutkimus- ja kehitystoiminta, savukepakkausten painaminen ja tuotanto sekä loppupään savukepakkausten valmistajat, joilla on tekniset, lahjakkaat ja laiteresurssit. Se murtaa tiedon ja tekniset esteet kussakin vaiheessa muodostaen täydellisen-ketjun teknisen optimointijärjestelmän raaka-aineista valmiisiin tuotteisiin, mikä ohjaa tupakkapakkausten kokonaisteollisuutta kohti parempaa tehokkuutta, tarkkuutta ja älykkyyttä ja parantaa alan ydinkilpailukykyä.
04/ Osallistuminen alan standardointiin
Tässä projektissa kehitettiin onnistuneesti maan ensimmäinen pakkauspaperin liimaustestauslaite, joka saavutti alan ensimmäisenä. Täyttääkseen alan eri yritysten ja testauslaitosten vaatimat yhtenäiset tekniset vaatimukset projektiryhmä standardoi tutkimustuloksia, edisti teknisiä läpimurtoja ja laatuparannuksia taittopakkausten sekä raaka- ja apumateriaalien (paperin) osalta pakkaus- ja painoteollisuudessa sekä tehosti alku- ja loppupään yritysten koordinoitua allokointia ja innovaatiokykyä.
Jatkossa tutkimusryhmä jatkaa laitteen älykkyystason optimointia, konenäköön perustuvan automaattisen arviointijärjestelmän kehittämistä, täysin miehittämättömän toiminnan mahdollistamista liimaustestauksessa ja tutkii laitteen sovelluksen laajentamista muihin pakkausmateriaaleihin (kuten muoviin ja metallikalvoihin) tarttuvuustestausta varten, mikä edistää pakkausteollisuuden laadunvalvonnan teknologista innovaatiota.