چگونه یک ماشین ساخت کیسه زباله بهره وری را افزایش می دهد؟

در فرآیند تولید کیسه زباله، کارایی تولید فقط سرعت دستگاه نیست. خطی که با سرعت 250 دور در دقیقه اجرا می شود، هنوز هم می تواند 30 درصد از خروجی بالقوه خود را از دست بدهد. این تلفات به دلیل ریزخرابی، امتناع از اتلاف و زمان تغییر طولانی است. روش‌های بهبود بهره‌وری واقعی ماشین‌سازی کیسه زباله شامل مهندسی سخت‌افزار، نرم‌افزار کنترل و طراحی فرآیند است. برای درک این روش ها، باید به حداکثر سرعت دستگاه نگاه کنیم. ما باید بدانیم که چگونه ماشین‌ها انواع خاصی از تلفات را که باعث کاهش بهره‌وری می‌شوند را حذف می‌کنند.

متمایز کردن خروجی نظری و مولد

اولین قانون تحلیل بهره وری این است که سرعت رتبه بندی شده و خروجی واقعی به ندرت یکسان هستند. سازمان بین‌المللی استاندارد، از طریق ISO 22400{10}}2 در مورد شاخص‌های عملکرد کلیدی برای عملیات تولید، این شکاف را با اثربخشی کلی تجهیزات یا OEE تعریف می‌کند. OEE میزان دسترسی، عملکرد و کیفیت را چند برابر می کند. به عنوان مثال، ماشینی که با 200 کیسه در دقیقه رتبه بندی شده است، 12 درصد از کار افتادگی دارد. این دستگاه با 85 درصد حداکثر سرعت خود کار می کند تا تغییرات مواد را مدیریت کند. و 4 درصد{11}}از مشخصات محصول بهره می‌برد. این دستگاه دارای OEE حدود 63 درصد است. بنابراین 37 درصد از ظرفیت نظری آن از بین می رود.

ماشین آلات ساخت کیسه زباله مدرن هر یک از این سه ناحیه از دست دادن را با راه حل های مهندسی خاص برطرف می کند. برای مراقبت و کاهش تلفات به اپراتور متکی نیست. بخش های بعدی به چگونگی کاهش هر نوع تلفات توسط دستگاه می پردازد.

معماری آب بندی پشت سر هم برای دو برابر کردن توان عملیاتی

مستقیم ترین راه برای بهبود بهره وری این است که طراحی ماشین را تغییر دهید، نه سریعتر کردن آن. خط تولید کیسه زباله قدیمی از یک ایستگاه هوابند استفاده می کند. هر دستگاه در این ایستگاه یک کیسه را پردازش می کند. هر چرخه مراحلی دارد. مهر بسته می شود. در دمای 160-200 درجه به مدت 0.15-0.4 ثانیه ببندید. سپس آن را باز کنید. سپس فیلم طول یک کیسه را به جلو می برد. چرخه کامل 0.4-0.6 ثانیه طول می کشد. که تولید را به حدود 100 تا 150 کیسه در دقیقه محدود می کند.

به منظور بهبود راندمان تولید، ماشین ساخت کیسه زباله از دستگاه مهر و موم سریال استفاده می کند. این به معنی متناوب بین دو ایستگاه آب بندی است. ایستگاه B در حال حرکت فیلم و آماده شدن برای بسته شدن در زمانی که ایستگاه A در زمان توقف بود. این دو ایستگاه مسیر فیلم یکسانی دارند. اما یکی یکی در موقعیت های کیف مختلف کار می کنند. این میزان توان را دو برابر کرده و به 250 تا 350 کیسه در دقیقه رسانده است. این باعث نمی شود مدت اقامت به نصف برسد. این مهم است زیرا ماندن کمتر از 0.15 ثانیه مهر و موم را ضعیف می کند.

انجمن مهندسین پلاستیک (SPE) یک مقاله فنی در مورد-آب بندی فیلم پلی اتیلن با سرعت بالا دارد. مقالات نشان می‌دهند که در دمای معمولی آب‌بندی، زمان ماند کمتر از 0.12 ثانیه به زنجیره‌های پلیمری اجازه نمی‌دهد تا به طور کامل در سراسر مهر و موم مخلوط شوند. این باعث کاهش ۲۵ تا ۳۵ درصدی قدرت لایه برداری می شود. طراحی سریال زمان خرابی خوبی را حفظ می کند. در عین حال، تعداد مهر و موم های تولید شده در دقیقه توسط زمان ماشین را دو برابر می کند. این منجر به افزایش 95 درصدی در بهره‌وری خالص نسبت به طراحی یک{10}}تک شد. این افزایش کار تعمیر و نگهداری اضافی در سایت دوم را در نظر گرفته است.

سروو{0}}شاخص‌سازی فیلم و نمایه‌سازی شتاب

مکانیسم رانش لایه نازک فیلم را از طریق ایستگاه های آب بندی، سوراخ کردن و برش می کشد. این سیستم عامل اصلی محدودیت سرعت و تنوع محصول بوده است. نمایه سازهای بادامک مکانیکی{2}} دارای الگوهای شتاب ثابت هستند. آنها یک برچسب بلند بر روی فیلم پلی اتیلن می زنند. تند تند نرخ تغییر در شتاب است. این باعث می شود که غشاء کشیده شود، عرض آن تغییر کند و گاهی اوقات سرعت بیش از 150 دور در دقیقه شکسته شود.

ایندکس‌های سروو رانده، بادامک‌ها را با پروفایل بادامک الکترونیکی قابل برنامه‌ریزی جایگزین می‌کنند. این پروفایل در کنترلر حرکت ذخیره می شود. سروو موتور جفت غلتک های دقیق را به حرکت در می آورد. این سیلندرها معمولاً 120 تا 150 میلی متر قطر دارند. آنها کروم-روکش شده‌اند و سطحی برابر با Ra 0.2-0.4 میکرون دارند. غلتک فیلم را محکم نگه می دارد و با توجه به طول تنظیم شده کیسه به جلو حرکت می کند. آنها از منحنی شتاب منحنی S{13}}برای محدود کردن تکان‌ها استفاده می‌کنند. IEEE Transactions on Industrial Electronics این موضوع را مورد مطالعه قرار داد. نتایج نشان می‌دهد که پروفیل حرکتی منحنی S می‌تواند نسبت تنش فیلم اوج را تا 40 درصد در مقایسه با پروفیل شتاب ثابت در همان سرعت چرخه‌ای کاهش دهد. این به دستگاه اجازه می دهد تا با سرعت 250+ در دقیقه روی یک فیلم LLDPE 12 میکرومتری بدون تجاوز از حد الاستیک فیلم کار کند.

شاخص سروو دارای دقت 0.3± میلی متر برای موقعیت یابی طول کیسه است. این دقت مهم است زیرا تغییرات در طول کیسه می تواند مراحل بعدی را تحت تاثیر قرار دهد. اگر طول کیسه کاغذی بیش از 2 میلی متر بریده شود، کارتن بسته بندی 500 کیسه ای بیش از حد طولانی است. اگر کیسه پارچه ای 2 میلی متر کوتاه شود، اندازه کیسه پارچه ای الزامات را برآورده نمی کند. بخش تبدیل TAPPI می‌گوید که تکرارپذیری ابعادی در محدوده 0.5± میلی‌متر بوده و میزان اتلاف حجمی در مقایسه با تلورانس‌های 2± میلی‌متر 60 تا 70 درصد کاهش یافته است.

تغییر رول خودکار با Flying Splice

تغییر غلتک یکی از بزرگترین دلایل توقف برنامه ریزی نشده در فرآیند کیسه سازی است. رول استاندارد 500 کیلوگرمی 1200 میلی متر عرض دارد و فیلم LDPE 15 میکرومتری حدود 28000 متر خطی است. این برای تقریباً 35000 کیسه استاندارد 800 میلی متری کافی است. با 250 کیسه در دقیقه، می‌توانید در عرض 140 دقیقه رول‌ها تمام شود. بنابراین 8-10 تغییر حجم در هر شیفت وجود دارد.

چرخش دستی به عقب 8 تا 15 دقیقه طول می کشد. شما باید دستگاه را متوقف کنید، هسته خالی را بیرون بیاورید، آن را در یک درام جدید قرار دهید، دم فیلم را با سیم در حال اجرا به هم متصل کنید و آن را دوباره نخ کنید. این معادل 60 تا 120 دقیقه تولید از دست رفته در هر شیفت است. سازندگان کیسه زباله با دستگاه های کلاف خودکار زمان هر تعویض را به 30 تا 45 ثانیه کوتاه می کنند. با سرعت کامل به هم متصل شد.

سیستم انعام مگس-به این ترتیب کار می‌کند. موقعیت باز کردن ثانویه، رول جایگزین را آماده نگه می دارد. لبه جلویی آن با نوار چسب محکم شده بود. سنسور لیزر این را زمانی تشخیص می دهد که قطر غلتک در حال اجرا به حداقل تنظیم شده برسد. سپس سیستم کنترل سرعت رول آماده به کار را برای مطابقت با سرعت خط افزایش می دهد. چوب موزاییک داغ را روی نقطه همپوشانی فشار می دهد. تور قدیمی را قطع کرد. همه اینها در 2-3 ثانیه اتفاق می افتد. ماشین ها هرگز متوقف نمی شوند.

انجمن اروپایی سازمان‌های بازیافت و بازیابی پلاستیک (EPRO) داده‌های معیار عملیاتی برای مبدل‌های فیلم انعطاف‌پذیر دارد. داده‌ها نشان می‌دهند که سیستم اتصال خودکار میانگین زمان خرابی در هر جابجایی از تغییرات رول را 85 تا 92 درصد کاهش می‌دهد. این می تواند 50-100 دقیقه زمان تولید را در هر شیفت بازیابی کند.

شناسایی نقص درون خطی و تصحیح حلقه بسته-

ضایعات کیفیت کیسه ای از مشخصات است که باید دور انداخته شود یا در درجه پایین تری فروخته شود. اینها معمولاً 3 تا 6 درصد از تولید ماشین را بدون بازرسی خطی تشکیل می دهند. در 250+ چمدان در ساعت راه آهن سریع-، یک مشکل کیفیت که حتی برای 90 ثانیه مورد توجه قرار نمی‌گیرد، منجر به 375 چمدان بد شد.

سیستم تشخیص بینایی ماشین مدرن دو نکته کلیدی دارد.

Seal Check از یک دوربین اسکن با رزولوشن 2,048 - 4,096 پیکسل-سیم- استفاده می‌کند. دوربین ها به محض اینکه مهر و موم پایین ساخته شد تصویر می کنند. سیستم یکنواختی عرض مهر و موم را بررسی کنید. همجوشی ناقص یا سردی پیدا می کند. همچنین آلودگی هایی مانند ذرات ژل یا گرد و غبار محبوس شده در مهر و موم را پیدا می کند. انجمن فناوری‌های بسته‌بندی و پردازش (PMMI) گفت که تصویربرداری حرارتی درون خطی با استفاده از نور مرئی، 98 درصد عیوب مهر و موم را با سرعت بیش از 300 کیسه در دقیقه شناسایی می‌کند.

بازرسی سوراخ از دوربین دوم استفاده می کند. دوربین عمق و یکنواختی سوراخ را بررسی می کند. سوراخی ناشی از یک کیسه تورنیکت کم عمق. زخم خیلی عمیق باعث پارگی زودرس کیسه ها در بسته بندی می شود. این سیستم ضخامت پل مواد باقیمانده را در هر نقطه سوراخ اندازه گیری می کند. کیسه های خارج از محدوده تحمل 0.5 -1.5 میلی متر را علامت گذاری می کند.

هنگامی که یک نقص شناسایی می شود، سیستم نه تنها زنگ هشدار را به صدا در می آورد. داده های اندازه گیری را به کنترل کننده های آب بندی و سوراخ می فرستد. اگر دمای آب بندی خیلی پایین باشد و همجوشی ناقص باشد، کنترل کننده به طور خودکار نقطه تنظیم را 2 تا 3 درجه سانتیگراد افزایش می دهد. اگر عمق سوراخ خیلی کم است، تنظیم سروو عمق تیغه 0.02 میلی متر است. این تصحیح حلقه بسته مطابق با ماده 8.5.1 چارچوب مدیریت کیفیت ISO 9001 در خروجی فرآیند کنترل تأیید شده است. ضایعات مرتبط با کیفیت را از 3 تا 6 درصد به زیر 0.5 درصد کاهش می‌دهد. این معادل 6 تا 12 دقیقه تولید اضافی در ساعت است.

سریع-تغییر ابزار برای تولید چند قالب{1}

همانطور که خط کیسه زباله بزرگ می شود، اندازه های آن نیز افزایش می یابد، مانند کیسه های آشپزخانه 20- لیتری تا آسترهای سطل زباله 240 لیتری. گیج ها نیز متفاوت هستند، از کیسه های نازک 12 میکرون تا کیسه های سنگین 35 میکرومتر. و سبک های مختلف، مانند مهر و موم تخت، مهر و موم ستاره، زیپ، مهر و غیره. بنابراین، سوئیچ سریع بین این نوع یک عامل کلیدی در خروجی است.

SMED روش SMED توسط انجمن مدیریت ژاپن. بسیاری از کارخانه ها از آن برای تغییر شغل استفاده می کنند. SMED زمان راه اندازی را به دو قسمت تقسیم می کند. تنظیمات داخلی به این معنی است که دستگاه باید متوقف شود. تنظیمات خارجی به این معنی است که می توانید با ادامه کار دستگاه آماده باشید. ماشین ساخت کیسه زباله که از قوانین SMED پیروی می کند این ویژگی ها را دارد.

• با استفاده از اهرم قفل بادامک به جای برش پیچ، مهر و موم‌ها را سریع-باز کنید. در نتیجه زمان تعویض بارکد از 20 دقیقه به کمتر از 3 دقیقه کاهش یافته است.
• گاری های ابزار در محل از قبل. آنها میله های مهر و موم فرمت بعدی، تیغه های سوراخ، و صفحات تاشو را درست در دستگاه نگه می دارند. آنها در اجرای فعلی تنظیم شده اند.
• تنظیمات سروو طبق دستور العمل طول، عرض تاشو و موقعیت سوراخ شدن این کیسه های کنترلی. PLC در عرض پنج ثانیه با آنها تماس می گیرد. و نیازی به تغییر مکانیکی ندارد.
• نقاط اتصال ریل های راهنمای رزوه ای و ایستگاه های باند نواری کد رنگ هستند. بنابراین اپراتور برای یافتن و اتصال مسیر صحیح نیازی به مراجعه به هیچ دفترچه راهنما ندارد.

ISO 22400-۲ قانون OEE توسط مؤسسه عملکرد تولید استفاده می‌شود. آنها دریافتند که ماشین های کیسه ای مبتنی بر SMED قادر به تغییر فرمت کل در 6 تا 10 دقیقه هستند. این یکی شامل بررسی کیفیت اولین مورد است. اما ماشین به طور متوسط ​​30-45 دقیقه طول می کشد. برای گیاهانی که 4 تا 6 قالب در هر شیفت تغییر می کنند، می توانید 90 تا 180 دقیقه در زمان کار صرفه جویی کنید.

نگهداری پیش‌بینی‌کننده و در دسترس بودن تجهیزات

خرابی برنامه ریزی نشده ناشی از خرابی قطعه است. به عنوان مثال، بلبرینگ ها گیر می کنند، بخاری های آب بندی می سوزند یا تیغه سوراخ دار فرسوده می شود. این تعطیلی بیشترین آسیب را به بهره وری وارد کرده است. زیرا بدون هشدار اتفاق می افتد. قبل از اینکه بتوانید مشکل را حل کنید باید آن را پیدا کنید.

مؤسسه انجمن مهندسان ساخت و ساز برخی از داده ها را منتشر کرد. داده ها نشان می دهد که توقف برنامه ریزی نشده برای Packers از زمان خاموشی تا راه اندازی مجدد 45 تا 90 دقیقه طول می کشد. تشخیص به تنهایی 25-40 دقیقه طول می کشد.

تعمیر و نگهداری پیش بینی شده این مشکل را حل می کند. در حال بررسی سلامت قطعات است. وقتی قطعه ای بدتر می شود اما خراب نمی شود هشدار می دهد. بایدها و نبایدهای سازنده ماشین آلات کیسه زباله عبارتند از:

سنسور ارتعاش بر روی یاتاقان ایستگاه آب بندی نصب شده است. سنسورهای شتاب، الگوهای ارتعاش یاتاقان ها را اندازه گیری می کنند. وقتی مسابقه{2}}برداشتن بلبرینگ ها شروع می شود، فرکانس ارتعاش به وضوح تغییر می کند. این تغییر را می توان بین 200 تا 400 ساعت کاری قبل از شکستن کامل بلبرینگ تشخیص داد. این با قوانین ISO 10816 برای بازرسی ارتعاش مکانیکی مطابقت دارد. این اخطار اولیه به شما زمان می‌دهد تا در طول توقف تعمیر و نگهداری برنامه‌ریزی شده، یاتاقان‌ها را عوض کنید.

مقاومت بخاری آب بندی را از طریق نظارت بررسی کنید. مهر و موم حاوی بخاری کارتریج است. با افزایش سن بخاری ها، مقاومت آنها نیز افزایش می یابد. با نگاهی به روند مقاومت، می توانید متوجه شوید که بخاری ها چه زمانی به پایان عمر خود نزدیک می شوند. این از عملکرد نادرست دمای آب بندی در حین گردش جلوگیری می کند. اگر چنین شکستی رخ دهد، قبل از اینکه هر اپراتور متوجه شود صدها مهر و موم شکسته می شود.

سوراخ‌های-لبه‌های تیغه نیز تحت نظارت بود. اما در بیشتر موارد، سنسور را نمی توان مستقیماً روی تیغه نصب کرد. در عوض، شما نیروی مورد نیاز برای سیلوئت ها را اندازه می گیرید. این نیرو از بازخورد گشتاور سیستم سرووی پره ای خوانده می شود. تیغه مات شده و نیرو بالا می رود. هنگامی که گشتاور 15 تا 20 درصد بیشتر از حد معمول است، به این معنی است که تیغه ها باید تعویض شوند. بنابراین می‌توانید برای آسیاب کردن یا تعویض آن برنامه‌ریزی کنید، نه اینکه صبر کنید تا کیفیت برش بدتر شود و سپس آن را تعمیر کنید.

ایالات متحده متحد دفتر کارایی انرژی و انرژی های تجدیدپذیر وزارت انرژی راهنمایی هایی را در مورد قابلیت اطمینان سیستم تولید ارائه می دهد. می‌گوید تعمیر و نگهداری پیش‌بینی‌شده دستگاه‌های بسته‌بندی شده نرم می‌تواند زمان خاموشی برنامه‌ریزی نشده را 35 تا 45 درصد کاهش دهد. آنها همچنین هزینه های نیروی کار تعمیر و نگهداری را 20 تا 30 درصد در مقایسه با تعمیر و نگهداری غیرفعال کاهش می دهند.

مدیریت انرژی و بهره وری پایدار

بهره وری بالاتر می تواند انرژی بیشتری مصرف کند. این ممکن است پس انداز شما را کاهش دهد. این امر به ویژه در مواردی که قیمت برق بالا است یا مالیات کربن اعمال می شود صادق است. یک دستگاه کیسه زباله دارای ویژگی های صرفه جویی در انرژی و مدیریت مصرف برق است.

• ترمز احیا کننده سروو یکی از ویژگی های آن است. سروو نمایه سازی فیلم در هر سیکل از سرعت کامل به صفر می رسد، موتور به یک ژنراتور تبدیل می شود. انرژی جنبشی را به گذرگاه DC برمی‌گرداند. در ماشین های سریعی که بیش از 250 سیکل در دقیقه کار می کنند، این انرژی بازیافتی می تواند 15 تا 25 درصد از کل نیاز برق سیستم سروو را برآورده کند.
• کنترل پشتیبان مهر و موم عملکرد دیگری است. در طول تغییرات رول، تغییر فرمت، یا توقف کوتاه تولید، دمای آب بندی در 85 تا 90 درصد از نقطه تنظیم کار حفظ می شود. همیشه به دمای اتاق نمی رسد. مرکز تحقیقات مشترک کمیسیون اروپا (JRC) یک مقاله مرجع در مورد تبدیل فیلم پلیمری دارد. حالت آماده به کار زمان لازم برای گرم کردن مجدد نوار آب بندی را از 4 تا 6 دقیقه به کمتر از 60 ثانیه کاهش می دهد. 40 درصد انرژی کمتری نسبت به گرم کردن مجدد کامل مصرف می کند.
• ذوب با چسب{0}}در صورت تقاضا نیز استفاده می شود. برای ماشین‌هایی که از نوار چسب برای ساخت کیسه‌های بند کشی استفاده می‌کنند، چسب در دسته‌های کوچک 50 تا 100 گرمی با استفاده از یک سیستم ذوب داغ بر اساس تقاضا پردازش می‌شود. آنها یک باک 5 لیتری پر در 170 تمام وقت ندارند. این امر مصرف انرژی سیستم چسب را 35 تا 40 درصد کاهش می دهد.

نتیجه گیری

کارایی ماشین آلات ساخت کیسه زباله از کارکرد بسیاری از چیزها ناشی می شود. اینها عبارتند از طراحی ماشین (مانند آب بندی پشت سر هم)، کنترل حرکت (سرو{1}}شاخص S{2}}شاخص منحنی)، اتوماسیون (تغییرات رول برشی پرواز)، کنترل کیفیت درون خطی (تصحیح حلقه بسته-بر اساس بینایی)، روش‌های عملیاتی (SMED{6}) بر اساس برنامه‌ریزی طراحی مبتنی بر پیش بینی (SMED{6}}). گشتاور) و مصرف انرژی (ترمز احیا کننده و کنترل دمای پشتیبان).

هر کدام از بخش‌ها نوع متفاوتی از باخت را جبران کرد. این انواع از دست دادن از چارچوب OEE هستند. آنها قابلیت استفاده، عملکرد و کیفیت هستند. و اثرات آن بخش ها فقط با هم جمع نمی شوند. این دو را ضرب کنید.

به عنوان مثال، اگر یک ماشین هر منطقه ضرر را 15 درصد افزایش دهد، بهره وری کل حدود 55 درصد افزایش می یابد. نه 15 درصد این به این دلیل اتفاق می افتد که وقتی عملکرد و کیفیت نیز بهتر شود، زمان بیشتری برای تولید باقی می ماند.

این اثر چند برابری است که یک سیستم مهندسی{0}}بازده واقعی را از یک سیستم سریع‌تر متفاوت می‌کند.
 

مراجع

• ISO 22400-2:2014.سیستم های اتوماسیون و یکپارچه سازی - شاخص های کلیدی عملکرد (KPI) برای مدیریت عملیات تولیدی - قسمت 2: تعاریف KPI.
• انجمن مهندسین پلاستیک (SPE).مجموعه مقالات کنفرانس ANTEC - زمان ماندن و استحکام مهر در آب بندی فیلم پلی اتیلن با سرعت بالا{{1}.
• IEEE.تراکنش‌های مربوط به الکترونیک صنعتی - S-نمایه‌های حرکت منحنی برای نمایه‌سازی فیلم انعطاف‌پذیر.
• بخش تبدیل TAPPI.دستورالعمل های فنی برای تکرارپذیری ابعادی در تبدیل فیلم.
• انجمن اروپایی سازمان های بازیافت و بازیابی پلاستیک (EPRO).داده های محک زدن عملیاتی برای مبدل های فیلم انعطاف پذیر.
• انجمن فن آوری های بسته بندی و پردازش (PMMI).فناوری‌های بازرسی درون خطی برای خطوط بسته‌بندی سریع{{0}.
• ISO 9001:2015.سیستم های مدیریت کیفیت - الزامات.
• انجمن مدیریت ژاپنروش‌شناسی و چارچوب پیاده‌سازی یک-دقیقه تبادل قالب (SMED).
• موسسه عملکرد تولیدی.مطالعات بنچمارک OEE برای تبدیل تجهیزات.
• انجمن مهندسین تولید (SME).مطالعات موردی نگهداری پیش بینی در بسته بندی انعطاف پذیر.
• ISO 10816.ارتعاش مکانیکی - ارزیابی ارتعاش ماشین با اندازه‌گیری در قسمت‌های غیر دوار-.
• وزارت انرژی ایالات متحده - دفتر بهره وری انرژی و انرژی های تجدید پذیر.راهنمای قابلیت اطمینان و نگهداری سیستم های تولیدی.
• مرکز تحقیقات مشترک کمیسیون اروپا (JRC).سند مرجع BAT برای صنعت تبدیل فیلم پلیمری.