Máy làm túi đựng rác tăng năng suất như thế nào? - Kiến thức

Trong quá trình sản xuất túi đựng rác, hiệu quả sản xuất không chỉ nằm ở tốc độ của máy. Một dây chuyền chạy ở tốc độ 250 vòng mỗi phút vẫn có thể mất 30% sản lượng tiềm năng. Những tổn thất này là do thời gian ngừng hoạt động, không chịu lãng phí và thời gian chuyển đổi dài. Các phương pháp cải thiện năng suất thực tế của Máy làm túi rác bao gồm kỹ thuật phần cứng, phần mềm điều khiển và thiết kế quy trình. Để hiểu những phương pháp này, chúng ta cần nhìn vào tốc độ tối đa của máy. Chúng ta cần hiểu cách máy móc loại bỏ các loại tổn thất cụ thể làm giảm năng suất.

Phân biệt đầu ra lý thuyết và đầu ra năng suất

Nguyên tắc đầu tiên của phân tích năng suất là tốc độ định mức và sản lượng thực tế hiếm khi giống nhau. Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế, thông qua ISO 22400{10}}2 về các chỉ số hiệu suất chính cho hoạt động sản xuất, đã xác định khoảng cách này với Hiệu suất Thiết bị Tổng thể hay OEE. OEE nhân lên mức độ sẵn có, hiệu suất và chất lượng. Ví dụ: một máy được đánh giá ở tốc độ 200 túi mỗi phút có thời gian ngừng hoạt động là 12%. Nó chạy ở tốc độ tối đa 85% để xử lý sự biến đổi của vật liệu. Và nó tạo ra 4%{11}sản phẩm không đúng thông số kỹ thuật. Máy này có OEE khoảng 63%. Vì vậy, 37 phần trăm năng lực lý thuyết của nó bị mất.

Máy làm túi rác hiện đại sẽ khắc phục từng khu vực bị thất thoát này bằng các giải pháp kỹ thuật cụ thể. Nó không phụ thuộc vào người vận hành để theo dõi và giảm thiểu tổn thất. Các phần tiếp theo xem xét cách máy cắt giảm từng loại tổn thất.

Kiến trúc niêm phong song song để tăng gấp đôi thông lượng

Cách trực tiếp nhất để nâng cao năng suất là thay đổi thiết kế của máy chứ không phải làm cho máy chạy nhanh hơn. Dây chuyền sản xuất túi đựng rác cũ sử dụng trạm kín. Mỗi máy tại trạm này xử lý một túi. Mỗi chu kỳ có các bước. Con dấu đóng lại. Đóng ở 160-200 độ trong 0,15-0,4 giây. Sau đó mở nó ra. Sau đó, bộ phim di chuyển chiều dài của một chiếc túi về phía trước. Toàn bộ chu kỳ mất 0,4–0,6 giây. Điều đó giới hạn sản lượng ở mức khoảng 100–150 bao mỗi phút.

Để nâng cao hiệu quả sản xuất, Máy làm túi rác sử dụng thiết bị niêm phong nối tiếp. Điều này có nghĩa là xen kẽ giữa hai trạm niêm phong. Trạm B đang chuyển phim và chuẩn bị đóng cửa khi Trạm A ngừng hoạt động. Hai đài có chung con đường điện ảnh. Nhưng từng người một họ làm việc ở những vị trí túi khác nhau. Điều này đã tăng gấp đôi công suất lên 250–350 bao mỗi phút. Điều này sẽ không làm giảm một nửa thời gian lưu trú. Điều này rất quan trọng vì thời gian lưu lại dưới 0,15 giây sẽ làm yếu lớp bịt kín.

Hiệp hội kỹ sư nhựa (SPE) có tài liệu kỹ thuật về cách dán màng polyetylen tốc độ cao. Các bài báo cho thấy ở nhiệt độ niêm phong bình thường, thời gian lưu trú dưới 0,12 giây không cho phép các chuỗi polymer hòa trộn hoàn toàn trong toàn bộ niêm phong. Điều này sẽ làm giảm độ bền của vỏ từ 25–35%. Thiết kế nối tiếp duy trì thời gian ngừng hoạt động tốt. Đồng thời, nó tăng gấp đôi số lượng con dấu được tạo ra mỗi phút theo thời gian của máy. Điều này giúp năng suất ròng tăng 95% so với thiết kế một điểm dừng. Sự gia tăng này đã tính đến công việc bảo trì bổ sung tại cơ sở thứ hai.

Cấu hình tăng tốc và lập chỉ mục phim theo hướng servo-

Cơ cấu đẩy màng mỏng kéo màng qua các trạm hàn, đục lỗ và cắt. Hệ thống này là nguyên nhân chính gây ra hạn chế về tốc độ và sự biến đổi của sản phẩm. Bộ lập chỉ mục điều khiển bằng cam cơ học-có kiểu tăng tốc cố định. Họ dán một nhãn hiệu cao chót vót lên màng polyetylen. Giật là tốc độ thay đổi gia tốc. Điều này làm cho màng bị căng ra, thay đổi chiều rộng và đôi khi tốc độ bị giảm hơn 150 vòng mỗi phút.

Bộ chỉ mục điều khiển bằng servo thay thế cam bằng cấu hình cam điện tử có thể lập trình. Hồ sơ này được lưu trữ trong bộ điều khiển chuyển động. Động cơ servo dẫn động các cặp con lăn chính xác. Những xi lanh này thường có đường kính 120–150 mm. Chúng được mạ crom-và có bề mặt hoàn thiện Ra 0,2-0,4 micron. Con lăn giữ chặt màng và di chuyển về phía trước theo chiều dài đã đặt của túi. Họ sử dụng đường cong tăng tốc đường cong S{13}}để hạn chế hiện tượng giật. Các giao dịch của IEEE về Điện tử Công nghiệp đã nghiên cứu vấn đề này. Kết quả cho thấy cấu hình chuyển động đường cong chữ S có thể giảm 40% tỷ lệ ứng suất màng cực đại so với cấu hình gia tốc không đổi ở cùng tốc độ chu kỳ. Điều này cho phép máy hoạt động ở tốc độ 250+ mỗi phút trên màng LLDPE 12 μm mà không vượt quá giới hạn đàn hồi của màng.

Bộ chỉ mục servo có độ chính xác ±0,3 mm để định vị chiều dài túi. Độ chính xác này rất quan trọng vì những thay đổi về chiều dài túi có thể ảnh hưởng đến các bước tiếp theo. Nếu túi giấy bị cắt dài hơn 2mm tức là thùng carton đóng gói 500 túi quá dài. Nếu túi vải bị cắt ngắn 2 mm thì kích thước túi vải không đạt yêu cầu. Bộ phận Chuyển đổi của TAPPI cho biết khả năng lặp lại kích thước nằm trong phạm vi ±0,5 mm và tỷ lệ lãng phí thể tích đã giảm 60–70 phần trăm so với dung sai ±2 mm.

Chuyển đổi cuộn tự động với mối nối bay

Việc thay đổi con lăn là một trong những nguyên nhân lớn nhất gây ra thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch trong quá trình đóng bao. Cuộn 500kg tiêu chuẩn có chiều rộng 1.200 mm và màng LDPE 15 μm có chiều dài khoảng 28.000 mét tuyến tính. Số tiền này đủ cho khoảng 35.000 bao tiêu chuẩn 800mm. Với tốc độ 250 túi một phút, bạn có thể dùng hết cuộn trong khoảng 140 phút. Vì vậy mỗi ca có 8-10 lần thay đổi âm lượng.

Việc tua lại thủ công mất 8–15 phút mỗi lần. Bạn phải dừng máy, lấy lõi rỗng ra, nạp vào trống mới, nối đuôi màng với dây chạy rồi xâu lại. Điều đó tương đương với việc mất 60–120 phút sản xuất mỗi ca. Máy làm túi đựng rác bằng máy cuộn tự động rút ngắn thời gian mỗi lần thay chỉ còn 30–45 giây. Nó nối với tốc độ tối đa.

Đó là cách hoạt động của hệ thống lật đồ{0}}. Vị trí mở thứ cấp giữ cuộn thay thế sẵn sàng. Cạnh trước của nó được cố định bằng băng keo. Cảm biến laser phát hiện điều này khi đường kính của con lăn đang chạy đạt đến mức tối thiểu đã đặt. hệ thống điều khiển sau đó tăng tốc độ cuộn chờ để phù hợp với tốc độ đường truyền. Nó ép thanh khảm nóng vào điểm chồng chéo. Nó cắt cái lưới cũ. Tất cả điều này xảy ra trong 2-3 giây. Máy móc không bao giờ dừng lại.

Hiệp hội các Tổ chức Tái chế và Phục hồi Nhựa Châu Âu (EPRO) có dữ liệu đo điểm chuẩn vận hành cho các bộ chuyển đổi màng linh hoạt. Dữ liệu cho thấy hệ thống nối tự động đã giảm thời gian ngừng hoạt động trung bình trên mỗi ca do thay đổi cuộn từ 85 – 92%. Điều này có thể khôi phục 50-100 phút thời gian sản xuất cho mỗi ca.

Phát hiện lỗi nội tuyến và đóng-Sửa vòng lặp

Tổn thất về chất lượng là một chiếc túi được làm theo quy cách kỹ thuật phải vứt đi hoặc bán ở loại kém hơn. Những thứ này thường chiếm 3–6% sản lượng máy mà không cần kiểm tra nội tuyến. Trên tuyến đường sắt tốc độ cao 250+ hành lý/giờ-, một vấn đề về chất lượng không được chú ý dù chỉ trong 90 giây đã dẫn đến 375 hành lý hư hỏng.

Hệ thống phát hiện thị giác máy hiện đại có hai điểm chính.

Seal Check sử dụng camera quét có độ phân giải cao 2.048 – 4.096 pixel-dây{5}}. Các camera sẽ ghi lại hình ảnh con dấu phía dưới ngay khi nó được thực hiện. Hệ thống kiểm tra độ đồng đều của chiều rộng con dấu. Nó tìm thấy sự hợp nhất không trọn vẹn, hay sự lạnh lùng. Nó cũng phát hiện các chất ô nhiễm như các hạt gel hoặc bụi bị mắc kẹt trong vòng đệm. Hiệp hội Công nghệ Đóng gói và Chế biến (PMMI) cho biết hình ảnh nhiệt nội tuyến sử dụng ánh sáng khả kiến đã phát hiện 98% lỗi niêm phong ở tốc độ hơn 300 túi mỗi phút.

Kiểm tra thủng sử dụng camera thứ hai. Camera kiểm tra độ sâu và tính đồng nhất của lỗ thủng. Một vết thủng do túi garô nông gây ra. Vết thương quá sâu khiến túi bị rách sớm ở lớp bọc. Hệ thống đo độ dày của cầu vật liệu còn lại tại mỗi điểm thủng. Nó đánh dấu các túi nằm ngoài phạm vi dung sai 0.5 -1.5 mm.

Khi phát hiện lỗi, hệ thống không chỉ phát ra âm thanh báo động. Nó gửi dữ liệu đo trở lại bộ điều khiển bịt kín và thủng. Nếu nhiệt độ bịt kín quá thấp và quá trình nung chảy không hoàn toàn, bộ điều khiển sẽ tự động nâng điểm cài đặt lên 2 - 3 độ C. Nếu độ sâu thủng quá nông, điều chỉnh servo độ sâu lưỡi dao 0,02 mm. Việc hiệu chỉnh vòng-đóng này được phê duyệt theo Điều 8.5.1 của khuôn khổ quản lý chất lượng ISO 9001 đối với đầu ra của quy trình kiểm soát. Nó làm giảm chất thải liên quan đến chất lượng{11}}từ 3–6% xuống dưới 0,5%. Điều này tương đương với việc tăng thêm 6 – 12 phút sản xuất mỗi giờ.

Công cụ-Thay đổi nhanh để sản xuất nhiều định dạng-

Khi dòng túi đựng rác mở rộng thì kích cỡ cũng tăng theo, chẳng hạn như từ túi đựng rác nhà bếp 20{5}} đến tấm lót thùng rác 240 lít. Đồng hồ đo cũng khác nhau, từ túi mỏng 12 micron đến túi nặng 35 μm. Và các kiểu dáng khác nhau, chẳng hạn như dấu phẳng, dấu sao, dây kéo, dấu, v.v. Do đó, việc chuyển đổi nhanh chóng giữa các loại này là yếu tố then chốt trong đầu ra.

SMED phương pháp SMED của Hiệp hội Quản lý Nhật Bản. Nhiều nhà máy sử dụng nó để chuyển đổi công việc. SMED chia thời gian thiết lập thành hai phần. Cài đặt bên trong có nghĩa là máy phải dừng. Cài đặt bên ngoài có nghĩa là bạn có thể sẵn sàng khi máy tiếp tục chạy. Máy làm túi rác tuân theo quy tắc SMED có các tính năng này.

-nhả nhanh các vòng đệm bằng cần khóa cam thay vì dụng cụ cắt bu lông. Kết quả là thời gian trao đổi mã vạch đã giảm từ 20 phút xuống còn dưới 3 phút.
Xe đẩy dụng cụ được đặt trước. Chúng giữ các thanh bịt, lưỡi đục lỗ và tấm gấp của định dạng tiếp theo ngay trong máy. Chúng được thiết lập trong lần chạy hiện tại.
Điều chỉnh servo theo công thức. Chiều dài, chiều rộng gấp và vị trí thủng của các túi kiểm soát này. PLC sẽ gọi cho họ sau năm giây. Và nó không cần sự thay đổi cơ học.
Các điểm kết nối của ray dẫn hướng ren và trạm liên kết băng là mã màu. Vì vậy, người vận hành không cần phải xem bất kỳ sách hướng dẫn nào để tìm và kết nối đúng đường dẫn.

ISO 22400-2 quy tắc OEE được Viện Hiệu suất Sản xuất sử dụng. Họ phát hiện ra rằng máy đóng túi SMED có thể thay đổi toàn bộ định dạng trong vòng 6 đến 10 phút. Điều này bao gồm kiểm tra chất lượng mặt hàng đầu tiên. Nhưng máy trung bình mất 30–45 phút. Đối với những nhà máy có 4–6 định dạng thay đổi mỗi ca, bạn có thể tiết kiệm 90–180 phút thời gian làm việc.

Bảo trì dự đoán và sẵn có thiết bị

Thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch xuất phát từ lỗi thành phần. Ví dụ, vòng bi bị kẹt, bộ gia nhiệt bịt kín bị cháy hoặc lưỡi dao thủng bị mòn. Việc tắt máy đã ảnh hưởng đến năng suất nhiều nhất. Bởi vì nó xảy ra mà không có cảnh báo. Bạn phải tìm ra vấn đề trước khi có thể giải quyết nó.

Viện Hiệp hội Kỹ sư Sản xuất công bố một số dữ liệu. Dữ liệu cho thấy thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch của Packers mất từ 45 đến 90 phút kể từ khi ngừng hoạt động cho đến khi khởi động lại. Chẩn đoán một mình mất 25-40 phút.

Bảo trì dự đoán giải quyết vấn đề này. Nó đang kiểm tra tình trạng của các bộ phận. Nó đưa ra cảnh báo khi một bộ phận trở nên tồi tệ hơn nhưng không bị hỏng. Những điều nên và không nên làm của một nhà sản xuất Máy làm túi đựng rác bao gồm:

Cảm biến rung được gắn trên ổ trục của trạm niêm phong. Cảm biến gia tốc đo kiểu rung của vòng bi. Khi cuộc đua-tước vòng bi bắt đầu, tần số rung sẽ thay đổi rõ ràng. Sự thay đổi có thể được phát hiện trong khoảng từ 200 đến 400 giờ làm việc trước khi ổ trục bị hỏng hoàn toàn. Điều này tuân thủ các quy tắc ISO 10816 về kiểm tra độ rung cơ học. Cảnh báo sớm này giúp bạn có thời gian để thay vòng bi trong thời gian dừng bảo trì theo lịch trình.

Kiểm tra điện trở của bộ làm nóng con dấu thông qua giám sát. Con dấu chứa một hộp mực nóng. Khi máy sưởi già đi, điện trở của chúng cũng vậy. Bằng cách xem xét xu hướng điện trở, bạn có thể biết khi nào máy sưởi sắp hết tuổi thọ. Điều này ngăn chặn nhiệt độ con dấu bị trục trặc trong quá trình lưu thông. Nếu sự cố như vậy xảy ra, nó sẽ khiến hàng trăm con dấu bị hỏng trước khi bất kỳ người vận hành nào nhận ra.

Các cạnh của lưỡi dao bị thủng cũng đang được giám sát. Nhưng trong hầu hết các trường hợp, cảm biến không thể gắn trực tiếp lên lưỡi dao. Thay vào đó, bạn đo lực cần thiết cho hình bóng. Lực này được đọc từ phản hồi mô-men xoắn của hệ thống servo điều khiển bằng cánh gạt. Lưỡi dao cùn đi và lực tăng lên. Khi mô-men xoắn cao hơn 15 – 20 phần trăm so với bình thường, điều đó có nghĩa là cần phải thay lưỡi dao. Vì vậy, bạn có thể lên kế hoạch mài hoặc thay thế nó, thay vì đợi chất lượng vết cắt giảm sút rồi sửa chữa.

Hoa Kỳ thống nhất. Văn phòng Năng lượng Tái tạo và Hiệu quả Năng lượng của Bộ Năng lượng cung cấp hướng dẫn về độ tin cậy của hệ thống sản xuất. Nó cho biết việc bảo trì dự đoán các thiết bị đóng gói mềm có thể giảm 35–45% thời gian ngừng hoạt động ngoài dự kiến. Chúng cũng giảm chi phí nhân công bảo trì từ 20–30% so với bảo trì thụ động.

Quản lý năng lượng và năng suất bền vững

Năng suất cao hơn có thể sử dụng nhiều năng lượng hơn. Điều này có thể làm giảm số tiền tiết kiệm của bạn. Điều này đặc biệt đúng khi giá điện cao hoặc thuế carbon được áp dụng. Máy làm túi rác có đặc tính tiết kiệm năng lượng và quản lý mức tiêu thụ điện.

Phanh tái tạo servo là một trong những tính năng. servo lập chỉ mục phim giảm tốc từ tốc độ tối đa xuống 0 trong mỗi chu kỳ, động cơ sẽ trở thành một máy phát điện. Nó gửi động năng trở lại bus DC. Trên các máy nhanh chạy hơn 250 chu kỳ mỗi phút, năng lượng tái chế này có thể đáp ứng 15–25% tổng nhu cầu năng lượng của hệ thống servo.
Kiểm soát sao lưu con dấu là một chức năng khác. Trong quá trình thay đổi cuộn, thay đổi định dạng hoặc dừng sản xuất trong thời gian ngắn, nhiệt độ phốt được duy trì ở mức 85–90 phần trăm điểm cài đặt công việc. Nó không phải lúc nào cũng giảm xuống nhiệt độ phòng. Trung tâm nghiên cứu chung của Ủy ban Châu Âu (JRC) có tài liệu tham khảo về chuyển đổi màng polymer. Chế độ chờ giúp giảm thời gian làm nóng lại thanh bịt kín từ 4–6 phút xuống dưới 60 giây. Nó sử dụng năng lượng ít hơn 40% so với hâm nóng hoàn toàn.
Việc nấu chảy bằng-chất kết dính theo yêu cầu cũng được sử dụng. Đối với các máy sử dụng băng dính để làm túi dây rút, chất kết dính được xử lý theo lô nhỏ từ 50 – 100 gam bằng cách sử dụng-hệ thống nóng chảy theo yêu cầu. Không phải lúc nào họ cũng đổ đầy bình 5 lít ở 170. Điều này làm giảm mức tiêu thụ năng lượng của hệ thống kết dính từ 35–40%.

Phần kết luận

Hiệu quả của nhà sản xuất Máy làm túi rác aa đến từ rất nhiều thứ phối hợp với nhau. Chúng bao gồm thiết kế của máy (chẳng hạn như niêm phong song song), điều khiển chuyển động (lập chỉ mục đường cong S{2}}điều khiển bằng servo), tự động hóa (thay đổi cuộn trượt-), kiểm soát chất lượng nội tuyến (hiệu chỉnh vòng lặp khép kín-dựa trên tầm nhìn), phương pháp vận hành (thiết kế công cụ dựa trên SMED-), lập kế hoạch bảo trì (giám sát dự đoán dựa trên độ rung và mô-men xoắn) và sử dụng năng lượng (hãm tái tạo và kiểm soát nhiệt độ dự phòng).

Mỗi phần bù đắp cho một loại mất mát khác nhau. Các loại tổn thất này là từ khung OEE. Đó là khả năng sử dụng, hiệu suất và chất lượng. Và tác dụng của những phần đó không chỉ tăng lên. Nhân hai.

Ví dụ: nếu một máy tăng mỗi vùng tổn thất lên 15% thì tổng năng suất tăng khoảng 55%. Không phải 15 phần trăm. Điều này xảy ra vì khi hiệu suất và chất lượng cũng tốt hơn thì sẽ có nhiều thời gian hơn cho sản xuất.

Chính hiệu ứng nhân lên này đã làm cho hệ thống kỹ thuật-năng suất thực sự khác với hệ thống nhanh hơn.

Tài liệu tham khảo

ISO 22400-2:2014.Hệ thống tự động hóa và tích hợp - Các chỉ số hiệu suất chính (KPI) để quản lý hoạt động sản xuất - Phần 2: Định nghĩa KPI.
Hiệp hội kỹ sư nhựa (SPE).Kỷ yếu hội nghị ANTEC - Thời gian dừng và độ bền của màng niêm phong-tốc độ cao.
IEEE.Giao dịch trên Cấu hình chuyển động đường cong - S{1}}Điện tử công nghiệp để lập chỉ mục phim linh hoạt.
Bộ phận chuyển đổi TAPPI.Hướng dẫn kỹ thuật về khả năng lặp lại kích thước trong chuyển đổi phim.
Hiệp hội các tổ chức tái chế và phục hồi nhựa Châu Âu (EPRO).Dữ liệu đo điểm chuẩn hoạt động cho bộ chuyển đổi phim linh hoạt.
Hiệp hội Công nghệ Đóng gói và Chế biến (PMMI).Công nghệ kiểm tra nội tuyến dành cho-dây chuyền đóng gói tốc độ cao.
ISO 9001:2015.Hệ thống quản lý chất lượng - Yêu cầu.
Hiệp hội quản lý Nhật BảnPhương pháp và khung triển khai Trao đổi khuôn một phút (SMED) một-phút.
Viện Hiệu suất Sản xuất.Nghiên cứu điểm chuẩn OEE cho thiết bị chuyển đổi.
Hiệp hội kỹ sư sản xuất (SME).Nghiên cứu trường hợp bảo trì dự đoán trong bao bì linh hoạt.
ISO 10816.Rung cơ học - Đánh giá độ rung của máy bằng phép đo trên các bộ phận không-quay.
Bộ Năng lượng Hoa Kỳ - Văn phòng Tiết kiệm Năng lượng và Năng lượng Tái tạo.Hướng dẫn bảo trì và độ tin cậy của hệ thống sản xuất.
Trung tâm nghiên cứu chung của Ủy ban Châu Âu (JRC).Tài liệu tham khảo BAT cho ngành chuyển đổi màng polyme.