Kā atkritumu maisu izgatavošanas mašīna palielina produktivitāti?

Atkritumu maisu ražošanas procesā ražošanas efektivitāte nav tikai mašīnas ātrums. Līnija, kas darbojas ar ātrumu 250 apļi minūtē, joprojām var zaudēt 30 procentus no potenciālās jaudas. Šie zaudējumi ir radušies mikrodīkstāves, atteikšanās no izšķērdēšanas un ilga pārslēgšanās laika. Metodes, lai uzlabotu atkritumu maisu izgatavošanas mašīnas faktisko produktivitāti, ietver aparatūras inženieriju, vadības programmatūru un procesu projektēšanu. Lai saprastu šīs metodes, mums jāaplūko iekārtas maksimālais ātrums. Mums ir jāsaprot, kā mašīnas novērš noteikta veida zaudējumus, kas samazina produktivitāti.

Teorētiskās un produktīvās produkcijas atšķiršana

Pirmais produktivitātes analīzes noteikums ir tāds, ka nominālais ātrums un faktiskā izlaide reti sakrīt. Starptautiskā standartizācijas organizācija, izmantojot ISO 22400{10}}2 par galvenajiem ražošanas darbību veiktspējas rādītājiem, nosaka šo atšķirību ar vispārējo iekārtu efektivitāti jeb OEE. OEE reizina pieejamības, veiktspējas un kvalitātes rādītājus. Piemēram, mašīnai ar nominālo ātrumu 200 maisi minūtē ir 12 procentu dīkstāves. Tas darbojas ar 85 procentiem no maksimālā ātruma, lai apstrādātu materiālu izmaiņas. Un tas veido 4 procentus{11}}no specifikācijas produkta. Šīs mašīnas OEE ir aptuveni 63 procenti. Tātad tiek zaudēti 37 procenti no tā teorētiskās jaudas.

Mūsdienīga atkritumu maisu izgatavošanas iekārta nosaka katru no šīm trim zudumu zonām ar īpašiem inženiertehniskiem risinājumiem. Tas nepaļaujas uz to, ka operators novēro un samazina zaudējumus. Nākamajās sadaļās aplūkots, kā iekārta samazina katra veida zaudējumus.

Tandēma blīvējuma arhitektūra caurlaidspējas dubultošanai

Tiešākais veids, kā uzlabot produktivitāti, ir mainīt mašīnas konstrukciju, nevis likt tai darboties ātrāk. Vecajā atkritumu maisu ražošanas līnijā tiek izmantota hermētiska stacija. Katra mašīna šajā stacijā apstrādā maisu. Katram ciklam ir soļi. Blīves aizveras. Aizveriet 160-200 grādos uz 0,15-0,4 sekundēm. Pēc tam atveriet to. Pēc tam plēve pārvieto somas garumā uz priekšu. Pilns cikls aizņem 0,4–0,6 sekundes. Tas ierobežo ražošanu līdz aptuveni 100–150 maisiem minūtē.

Lai uzlabotu ražošanas efektivitāti, atkritumu maisu izgatavošanas mašīna izmanto sērijveida blīvēšanas ierīci. Tas nozīmē pārmaiņus starp divām blīvēšanas stacijām. Stacija B pārvieto filmu un gatavojas slēgt, kad stacija A bija dīkstāvē. Abām stacijām ir viens un tas pats filmas ceļš. Bet pa vienam viņi strādā dažādās somas pozīcijās. Tādējādi caurlaidspēja ir dubultojusies līdz 250–350 maisiem minūtē. Tādējādi uzturēšanās ilgums netiks samazināts uz pusi. Tas ir svarīgi, jo palikšana, kas ir mazāka par 0,15 sekundēm, vājina blīvējumu.

Plastmasas inženieru biedrībai (SPE) ir tehnisks dokuments par ātrdarbīgu{0}}polietilēna plēves blīvēšanu. Dokumenti liecina, ka normālā blīvējuma temperatūrā uzturēšanās laiks, kas ir mazāks par 0,12 sekundēm, neļauj polimēru ķēdēm pilnībā saplūst visā blīvējumā. Tas samazinās mizas izturību par 25–35 procentiem. Sērijveida dizains nodrošina labu dīkstāves laiku. Tajā pašā laikā tas divkāršo vienā minūtē ģenerēto blīvējumu skaitu pēc mašīnas laika. Tā rezultātā par 95 procentiem palielinājās neto produktivitāte, salīdzinot ar vienas pieturas{10}}pieturas dizainu. Šajā palielinājumā ir ņemti vērā papildu uzturēšanas darbi otrajā vietā.

Servo-Pārvadīta filmu indeksēšana un paātrinājuma profilēšana

Plānas plēves piedziņas mehānisms izvelk plēvi caur blīvēšanas, perforēšanas un griešanas stacijām. Sistēma ir bijis galvenais ātruma ierobežojumu un produktu mainīguma cēlonis. Mehāniskajiem cam{2}}indeksētājiem ir fiksēti paātrinājuma modeļi. Uz polietilēna plēves viņi uzlika stipru uzlīmi. Jerk ir paātrinājuma izmaiņu ātrums. Tas liek membrānai izstiepties, mainīt platumu un dažreiz pārraut ātrumu par vairāk nekā 150 apļiem minūtē.

Servo piedziņas indeksētāji aizvieto izciļņus ar programmējamu elektronisko izciļņu profilu. Šis profils tiek saglabāts kustību kontrolierī. Servo motors darbina precīzus rullīšu pārus. Šie cilindri parasti ir 120–150 mm diametrā. Tie ir hromēti, un to virsmas apdare ir Ra 0,2-0,4 mikroni. Veltnis cieši notur plēvi un virzās uz priekšu atbilstoši iestatītajam somas garumam. Viņi izmanto S-līknes paātrinājuma līkni, lai ierobežotu saraustīšanu. IEEE Transactions on Industrial Electronics to pētīja. Rezultāti liecina, ka S-līknes kustības profils var samazināt maksimālās plēves sprieguma attiecību par 40 procentiem, salīdzinot ar nemainīgu paātrinājuma profilu ar tādu pašu ciklisko ātrumu. Tas ļauj iekārtai darboties ar ātrumu 250+ minūtē uz 12 μm LLDPE plēves, nepārsniedzot plēves elastības robežu.

Servo indeksētāja precizitāte somas garuma pozicionēšanai ir ±0,3 mm. Šī precizitāte ir svarīga, jo somas garuma izmaiņas var ietekmēt nākamās darbības. Ja papīra maisiņš ir sagriezts vairāk nekā 2 mm garumā, 500 maisu iepakojuma kastīte ir pārāk gara. Ja auduma maisiņš ir saīsināts par 2 mm, auduma maisiņa izmērs neatbilst prasībām. TAPPI konvertēšanas nodaļa saka, ka izmēru atkārtojamība bija ± 0,5 mm robežās, un tilpuma atkritumu ātrums tika samazināts par 60–70 procentiem, salīdzinot ar ± 2 mm pielaidēm.

Automatizēta apgāšanās maiņa ar lidojošu savienojumu

Veltņa maiņa ir viens no lielākajiem neplānotas dīkstāves cēloņiem iepakošanas procesā. Standarta 500 kg ruļļa platums ir 1200 mm, un 15 μm LDPE plēve ir aptuveni 28 000 lineāro metru. Tas ir pietiekami aptuveni 35 000 standarta 800 mm maisiņu. Ja ir 250 maisiņi minūtē, ruļļi var beigties aptuveni 140 minūtēs. Tātad vienā maiņā ir 8-10 skaļuma izmaiņas.

Manuāla pārtīšana vienā reizē aizņem 8–15 minūtes. Jums ir jāaptur mašīna, jāizņem tukšais serdenis, jāievieto jaunā cilindrā, jāsavieno plēves aste ar ritošo vadu un jāpārvelk vītne. Tas atbilst 60–120 minūtēm zaudētas produkcijas maiņā. Atkritumu maisu veidotāji ar automātiskajām uztīšanas mašīnām katras maiņas laiku saīsina līdz 30–45 sekundēm. Tas salabojās pilnā ātrumā.

Tā darbojas mušu{0}}dzeršanas sistēma. Sekundārā atlocīšanas pozīcija notur rezerves ruļļu gatavībā. Tās priekšējā mala tika nostiprināta ar līmlenti. Lāzera sensors to nosaka, kad ritošā veltņa diametrs sasniedz iestatīto minimumu. vadības sistēma paātrina gaidīšanas režīmu, lai atbilstu līnijas ātrumam. Tas piespiež karsto mozaīkas nūju pret pārklāšanās punktu. Tas nogrieza veco tīklu. Tas viss notiek 2-3 sekundēs. Mašīnas nekad neapstājas.

Eiropas Plastmasas pārstrādes un reģenerācijas organizāciju asociācijai (EPRO) ir operatīvie salīdzinošās novērtēšanas dati elastīgiem plēves pārveidotājiem. Dati liecina, ka automatizētā savienošanas sistēma samazināja vidējo dīkstāves laiku vienā maiņā no ruļļu maiņas par 85–92 procentiem. Tas var atjaunot 50-100 minūtes ražošanas laika vienā maiņā.

Iekļauts defektu noteikšana un slēgtas{0}}cilpas labošana

Kvalitātes zudumi ir maiss, kas izgatavots no specifikācijām, kas ir jāizmet vai jāpārdod zemākā kategorijā. Tie parasti veido 3–6 procentus no mašīnu ražošanas bez tiešās pārbaudes. Ātrgaitas dzelzceļa līnijā 250+ somas stundā{5}} kvalitātes problēma, kas paliek nepamanīta pat 90 sekundes, izraisīja 375 bagātas somas.

Mūsdienu mašīnredzes noteikšanas sistēmai ir divi galvenie punkti.

Seal Check izmanto 2048–4096 pikseļu augstas -izšķirtspējas vadu-skenēšanas kameru. Kameras attēlos apakšējo blīvējumu, tiklīdz tas ir izgatavots. Sistēmas pārbaudes blīvējuma platuma vienmērīgums. Tā konstatē nepilnīgu saplūšanu vai aukstumu. Tas arī atrod piesārņojumu, piemēram, želejas daļiņas vai putekļus, kas iesprostoti blīvējumā. Iepakošanas un apstrādes tehnoloģiju asociācija (PMMI) teica, ka iekšējā termiskā attēlveidošana, izmantojot redzamo gaismu, atklāja 98 procentus blīvējuma defektu ar ātrumu, kas pārsniedz 300 maisiņus minūtē.

Perforācijas pārbaudei izmanto otru kameru. Kamera pārbauda perforācijas dziļumu un vienmērīgumu. Punkcija, ko izraisījusi sekla žņaugsoma. Pārāk dziļa brūce izraisa priekšlaicīgu maisiņu iesaiņojuma plīsumu. Sistēma mēra atlikušā materiāla tilta biezumu katrā perforācijas punktā. Tas apzīmē somas ārpus 0.5 -1.5 mm pielaides diapazona.

Kad tiek atklāts defekts, sistēma ne tikai atskan trauksmes signālu. Tas nosūta mērījumu datus atpakaļ uz blīvējuma un perforācijas kontrolieriem. Ja blīvējuma temperatūra ir pārāk zema un saplūšana ir nepilnīga, regulators automātiski paaugstinās iestatījuma punktu par 2 – 3 grādiem C. Ja perforācijas dziļums ir pārāk mazs, asmens dziļuma servo regulēšana 0,02 mm. Šī slēgtā cikla korekcija ir apstiprināta saskaņā ar ISO 9001 kvalitātes vadības sistēmas 8.5.1. pantu par kontroles procesa rezultātiem. Tas samazina ar kvalitāti saistītos atkritumus no 3–6 procentiem līdz 0,5 procentiem. Tas atbilst 6–12 papildu ražošanas minūtēm stundā.

Ātro-izmaiņu rīki vairāku-formātu ražošanai

Paplašinoties atkritumu maisu līnijai, pieaugs arī izmēri, piemēram, no 20-litru virtuves maisiņiem līdz 240 litru atkritumu tvertnēm. Mērinstrumenti arī atšķiras, sākot no plāniem 12 mikronu maisiem līdz 35 μm lieljaudas maisiņiem. Un dažādi stili, piemēram, plakanais blīvējums, zvaigznītes blīvējums, rāvējslēdzējs, zīmogs utt. Tāpēc ātra pārslēgšanās starp šiem veidiem ir galvenais izlaides faktors.

Japānas pārvaldības asociācijas SMED metode ir SMED metode. Daudzas rūpnīcas to izmanto, lai mainītu darbu. SMED sadala iestatīšanas laiku divās daļās. Iekšējie iestatījumi nozīmē, ka iekārtai bija jāapstājas. Ārējie iestatījumi nozīmē, ka varat būt gatavs, kamēr iekārta turpina darboties. Atkritumu maisu izgatavošanas mašīnai, kas ievēro SMED noteikumus, ir šīs funkcijas.

• Ātri atbrīvojamie blīvējumi-, izmantojot izciļņa bloķēšanas sviru, nevis skrūvju griezējus. Līdz ar to svītrkodu apmaiņas laiks ir samazināts no 20 minūtēm līdz mazāk nekā 3 minūtēm.
• Instrumentu ratiņi vietā iepriekš. Tie tur nākamā formāta blīvēšanas stieņus, perforācijas asmeņus un salokāmās plāksnes tieši iekārtā. Tie ir iestatīti pašreizējā darbībā.
• Servo regulēšana pēc receptes. Šo kontroles maisiņu garums, locīšanas platums un perforācijas pozīcija. PLC viņiem piezvanīs piecu sekunžu laikā. Un tam nav vajadzīgas mehāniskas izmaiņas.
• Vītņoto vadošo sliežu un lentes līmēšanas staciju savienojuma punkti ir krāsu kodi. Tāpēc operatoram nav jāskatās rokasgrāmata, lai atrastu un savienotu pareizo ceļu.

Ražošanas veiktspējas institūts izmanto ISO 22400-2 OEE noteikumus. Viņi atklāja, ka uz SMED balstītas maisu iekārtas varēja mainīt visu formātu sešu līdz 10 minūšu laikā. Tas ietver pirmās preces kvalitātes pārbaudes. Bet vidēji mašīna aizņem 30–45 minūtes. Iekārtām, kurām maiņā mainās 4–6 formāts, varat ietaupīt 90–180 minūtes darba laika.

Paredzamā apkope un aprīkojuma pieejamība

Neplānota dīkstāve rodas komponenta kļūmes dēļ. Piemēram, iestrēgst gultņi, izdeg blīvju sildītāji vai nolietojas perforācijas asmens. Apstādināšana ir visvairāk kaitējusi produktivitātei. Jo tas notiek bez brīdinājuma. Jums ir jāatrod problēma, pirms varat to atrisināt.

Ražošanas inženieru biedrības institūts publicēja dažus datus. Dati liecina, ka Packers neplānotā dīkstāve ilga 45 līdz 90 minūtes no pārtraukuma līdz restartēšanai. Diagnostika vien aizņem 25-40 minūtes.

Prognozējošā apkope atrisina šo problēmu. Tas ir pārbaudījis detaļu veselību. Tas brīdina, kad daļa pasliktinās, bet neizdodas. Atkritumu maisu izgatavošanas mašīnas izgatavotāja darbības un aizliegumi ietver:

Vibrācijas sensori ir uzstādīti uz blīvēšanas stacijas gultņa. Paātrinājuma sensori mēra gultņu vibrācijas modeļus. Kad sākas gultņu noņemšana{2}}, vibrācijas frekvence acīmredzami mainās. Izmaiņas var konstatēt no 200 līdz 400 darba stundām, pirms gultnis pilnībā saplīst. Tas atbilst ISO 10816 mehāniskās vibrācijas pārbaudes noteikumiem. Šis agrīnais brīdinājums dod jums laiku nomainīt gultņus plānotās apkopes apstāšanās laikā.

Pārbaudiet blīvējuma sildītāja pretestību, veicot monitoringu. Blīvējums satur kārtridžu sildītājus. Sildītājiem novecojot, mainās arī to pretestība. Aplūkojot pretestības tendences, varat redzēt, kad sildītāji tuvojas sava mūža beigām. Tas novērš blīvējuma temperatūru nepareizu darbību cirkulācijas laikā. Ja notiktu šāda kļūme, tas izraisītu simtiem salauztu plombu, pirms to pamana kāds operators.

Tika uzraudzīta arī asmeņu malu perforācija{0}. Bet vairumā gadījumu sensoru nevar uzstādīt tieši uz asmens. Tā vietā jūs izmēra siluetiem nepieciešamo spēku. Šis spēks tiek nolasīts no lāpstiņu piedziņas servosistēmas griezes momenta atgriezeniskās saites. Asmens notrulinās, un spēks palielinās. Ja griezes moments ir par 15–20 procentiem lielāks nekā parasti, tas nozīmē, ka asmeņi ir jānomaina. Tāpēc varat plānot to slīpēt vai nomainīt, nevis gaidīt, līdz pasliktinās griezuma kvalitāte, un pēc tam to salabot.

Apvienotās ASV. Enerģētikas departamenta Energoefektivitātes un atjaunojamās enerģijas birojs sniedz norādījumus par ražošanas sistēmas uzticamību. Tajā teikts, ka mīksto-ierīču paredzamā apkope var samazināt neplānotu dīkstāvi par 35–45 procentiem. Tie arī samazina uzturēšanas darbaspēka izmaksas par 20–30 procentiem salīdzinājumā ar pasīvo apkopi.

Enerģijas pārvaldība un ilgtspējīga produktivitāte

Augstāka produktivitāte var izmantot vairāk enerģijas. Tas var samazināt jūsu ietaupījumus. Tas jo īpaši attiecas uz gadījumiem, kad elektroenerģijas cenas ir augstas vai tiek uzlikti oglekļa nodokļi. Atkritumu maisu izgatavošanas mašīnai ir enerģijas taupīšanas un elektroenerģijas patēriņa pārvaldības īpašības.

• Servo reģeneratīvā bremzēšana ir viena no funkcijām. filmas-indeksēšanas servo palēninās no pilna ātruma līdz nullei katrā ciklā, motors kļūst par ģeneratoru. Tas nosūta kinētisko enerģiju atpakaļ uz līdzstrāvas kopni. Ātrās mašīnās, kas darbojas vairāk nekā 250 ciklu minūtē, šī pārstrādātā enerģija var apmierināt 15–25 procentus no servosistēmas kopējās jaudas vajadzības.
• Blīvējuma rezerves kontrole ir vēl viena funkcija. Ruļļu maiņas, formāta maiņas vai īsas ražošanas apstāšanās laikā blīvējuma temperatūra tiek uzturēta 85–90% no darba iestatījuma punkta. Tas ne vienmēr pazeminās līdz istabas temperatūrai. Eiropas Komisijas Kopīgā pētniecības centra (JRC) rīcībā ir atsauces dokuments par polimēru plēves pārveidošanu. Gaidīšanas režīms samazina laiku, kas nepieciešams blīvējuma stieņa uzsildīšanai no 4–6 minūtēm līdz mazāk nekā 60 sekundēm, teikts tajā. Tas patērē par 40 procentiem mazāk enerģijas nekā pilnīga uzsildīšana.
• Tiek izmantota arī kausēšana ar līmi pēc-pieprasījuma. Iekārtām, kas izmanto līmlenti aukliņu maisiņu izgatavošanai, līmi apstrādā nelielās partijās pa 50–100 gramiem, izmantojot karstās kausēšanas sistēmu pēc pieprasījuma. Viņiem nav pilna 5 litru tvertne pie 170 visu laiku. Tas samazina līmēšanas sistēmas enerģijas patēriņu par 35–40 procentiem.

Secinājums

Aa Atkritumu maisu veidošanas mašīnas efektivitāte ir saistīta ar daudzām lietām, kas darbojas kopā. Tie ietver iekārtas konstrukciju (piemēram, tandēma blīvējumu), kustības vadību (servo-vadāmu S-līknes indeksēšanu), automatizāciju (lidmašīnas-bīdes rites maiņas), iekšējās kvalitātes kontroli (redzes-pamatotā slēgtā-cilpas korekcija), darbības metodes (SMED-balstīta uz vibrācijas enerģijas uzraudzību un iepriekšēju instrumentu apkopi). (reģeneratīvā bremzēšana un rezerves temperatūras kontrole).

Katra daļa kompensēja cita veida zaudējumus. Šie zaudējumu veidi ir no OEE sistēmas. Tie ir lietojamība, veiktspēja un kvalitāte. Un šo daļu ietekme ne tikai summējas. Reiziniet divus.

Piemēram, ja iekārta palielina katru zaudējumu apgabalu par 15 procentiem, kopējā produktivitāte palielinās par aptuveni 55 procentiem. Nevis 15 procenti. Tas notiek tāpēc, ka, uzlabojoties veiktspējai un kvalitātei, ražošanai atliek vairāk laika.

Šis pavairošanas efekts padara reālu produktivitātes{0}}inženiertehnisko sistēmu atšķirīgu no ātrākas.
 

Atsauces

• ISO 22400-2:2014.Automatizācijas sistēmas un integrācija - Galvenie darbības rādītāji (KPI) ražošanas operāciju pārvaldībai - 2. daļa: KPI definīcijas.
• Plastmasas inženieru biedrība (SPE).ANTEC konferences rakstu materiāli - Uzturēšanās laiks un blīvējuma stiprība ātrdarbīgā-polietilēna plēves blīvēšanā.
• IEEE.Darījumi ar rūpniecisko elektroniku - S-Curve Motion Profiles for Flexible Film Indexing.
• TAPPI konvertēšanas nodaļa.Tehniskās vadlīnijas izmēru atkārtojamībai filmu konvertēšanā.
• Eiropas Plastmasas pārstrādes un reģenerācijas organizāciju asociācija (EPRO).Operatīvās salīdzinošās novērtēšanas dati elastīgiem filmu pārveidotājiem.
• Iepakošanas un apstrādes tehnoloģiju asociācija (PMMI).Iebūvētas pārbaudes tehnoloģijas ātrdarbīgām{0}}iepakošanas līnijām.
• ISO 9001:2015.Kvalitātes vadības sistēmas - Prasības.
• Japānas menedžmenta asociācija.Single{0}}Minute Exchange of Die (SMED) metodoloģija un ieviešanas sistēma.
• Ražošanas veiktspējas institūts.OEE salīdzinošās novērtēšanas pētījumi iekārtu pārveidošanai.
• Ražošanas inženieru biedrība (MVU).Prognozējošās apkopes gadījumu izpēte elastīgā iepakojumā.
• ISO 10816.Mehāniskā vibrācija - Mašīnas vibrācijas novērtējums, veicot mērījumus uz ne-rotējošām daļām.
• ASV Enerģētikas departaments - Energoefektivitātes un atjaunojamās enerģijas birojs.Ražošanas sistēmu uzticamības un apkopes norādījumi.
• Eiropas Komisijas Kopīgais pētniecības centrs (JRC).LPTP atsauces dokuments polimēru plēvju pārveidošanas nozarei.