Как автоматизация преобразява ефективността на машините за производство на пластмасови торбички

Основните автоматизационни технологии, които подобряват ефективността на машините

Интеграция на сервомотори за прецизно регулиране на скоростта и оптимизиране на енергийното потребление

Днешното оборудване за производство на пластмасови торби разчита на технологията със сервомотори, за да се постигне по-добър контрол върху скоростта и спестяване на енергия. Тези мотори могат да регулират количеството подавана мощност и да се въртят с различни скорости, което помага за поддържане на висока точност през целия производствен процес – от стопяването на пластмасата до рязането и запечатването ѝ. Точността при тези измервания е от решаващо значение, тъй като торбите трябва да имат еднакви размери и качествени запечатвания. Някои нови изследвания в тази област показват, че преминаването към сервомотори може да намали потреблението на електрическа енергия с около 40 %, без да се компрометира качеството. Освен това запечатванията на торбите са изключително точни – с отклонение от около десета част от милиметъра. Друго голямо предимство е, че производителите вече не се нуждаят от всички тежки зъбчати предавки и съединители вътре в машините. Без тях оборудването може да ускорява и забавя почти мигновено, което е особено полезно при обработка на сложни форми или бързо превключване между различни размери на торби през работния ден.

Системи за програмируеми логически контролери (PLC) и човек-машинен интерфейс (HMI) с докосваем екран, осигуряващи реалновременна настройка на параметрите и прозрачност на данните

В автоматизираните заводи за производство на торби програмируемите логически контролери (PLC) работят в тясно сътрудничество с потребителски приятелски интерфейси с докосваем екран за управление на производствените процеси. Персоналът на завода може да коригира важни настройки като температурни профили, налягане при запечатване и скорост на производствената линия по време на текущото производство. Всяка такава корекция се регистрира заедно с времеви печати, така че екипите за качество разполагат с документирана следа за последващи одити. Дашбордовете за оперативна ефективност също са доста полезни: те показват често повтарящи се откази на машините чрез цветово кодирани карти и отчитат производителността на различните смени чрез метрики в реално време. Повечето оператори намират тези системи достатъчно интуитивни и лесни за използване, без да се налага присъствието на специалист от ИТ отдела, който да ги насочва.

Автоматично подаване, размотаване без сърцевина и автоматично сплитане: елиминиране на точките за ръчно намесване

Три синхронизирани иновации в областта на материалното обслужване заедно премахват критичните ръчни етапи:

• Автоматични системи за подаване на материали дозират суровия полимер в екструдерите чрез сензори за загуба на тегло, за да се осигури постоянен разтопен поток
• Размотаване без ролка елиминира отпадъците от ролкови ядра и ръчното изхвърляне на ядрата, намалявайки трудозатратите за материално обслужване с около 70 %
• Автоматично сплайсиране активира предиктивно сплайсиране по време на планирани забавяния – не е необходима намеса от оператора

Заедно тези технологии предотвратяват приблизително 92 % от спиранията, причинени от проблеми с материала, според бенчмарковете за ефективност на опаковките. Интегрираните автоматизирани системи за настройка (ATS) непрекъснато следят и коригират подравняването на лентата при скорости до 300 опаковки/минута, осигурявайки размерна последователност без ръчна калибрация.

Количествено измерими ефективностни подобрения: Подобряване на производителността, времето на работа и общата ефективност на оборудването (OEE)

Съкращаване на цикъла на производство: Увеличаване на изходната мощност от 60–80 до 220–300 опаковки/минута

Когато става дума за намаляване на цикълните времена, автоматизацията дава изключителни резултати, като заменя старите механични връзки с координирани сервомоторни системи и интелигентни термични контроли. Благодарение на непрекъснатите механизми за подаване, моменталните корекции на опън и точно подбрани времена на уплътняне, машините сега могат да работят гладко с производителност от 220 до 300 пакета в минута. Това е значително по-бързо от стария стандарт от около 60–80 пакета в минута от предишни години. Това подобрение се отличава особено с това, че производителите не трябва да жертват качеството на уплътнянето или правилното подравняване на фолиото. Продуктите остават непокътнати и последователни дори при бързо превключване между различни формати — което има голямо значение в средите за производство с висок обем.

Увеличаване на времето на работа: 42 % по-малко просто стоящи периоди благодарение на синхронизирано управление на материала и прогнозиращо активиране на спайкове

Когато става дума за непланирани простои, умните системи правят голяма разлика. Безсърдечните размотавачи, оборудвани с автоматично сплитане, могат да установят, когато ролката е почти изчерпана, обикновено около 15–20 ролки преди това. Това позволява на машината да започне процеса на сплитане по време на естествените моменти на забавяне, вместо изведнъж да спре целия процес. Системата също разчита на детектори на вибрации и температурни сензори, които постоянно следят състоянието на оборудването. Тези сензори изпращат текущи данни към PLC-управляващата система, която действа като система за ранно предупреждение за проблеми като износени лагери, преди те всъщност да се повредят. Резултатите говорят сами за себе си: предприятията съобщават за намаляване на простоите с около 42 % общо. Експлоатационната ефективност се повишава от предишните нормални граници при ръчно управление – 50–65 % – до последователно постигане на 75–85 %. Това се потвърждава от последното проучване за ефективността на автоматизацията, публикувано миналата година от PMMI (Институтът на производителите на опаковъчни машини).

Последователност, качество и предотвратяване на дефекти чрез интелигентна автоматизация

Визуален контрол, задвижван от изкуствен интелект, и умни сензори за откриване на дефекти в реално време

Системите за визуален контрол, задвижвани от изкуствен интелект, с високоразделителни камери и мултиспектрални сензори могат да сканират движеща се фолио-лента със скорост, надхвърляща 300 кадъра в секунда. Тези системи откриват миниатюрни дефекти като микропукнатини, прекъсвания в запечатването, отклонения в печата и замърсявания с точност до около 0,1 мм. Системата работи и по-умно: при откриване на проблеми тя автоматично коригира параметри като налягането при запечатване, напрежението в материалната лента или моментите на активиране на рязачите, за да се попречи на разпространението на дефектите по производствената линия. Това означава, че фабриките не се нуждаят от хора, които проверяват продуктите след производството им, което значително намалява отпадъците. Според данни от индустриалния доклад на Асоциацията за гъвкаво опаковане за 2024 г., някои предприятия са регистрирали намаляване на процентите на брака с около 30 % след внедряването на тези системи.

Алгоритми за предиктивно поддръжка, намаляващи простоите и удължаващи срока на експлоатация на компонентите

Прогностичните алгоритми, интегрирани в системите за мониторинг, анализират реалновременни данни от вибрации, топлинни модели и токове в двигателите, за да установят кога отделни части могат да започнат да се повреждат. Тези системи, базирани на машинно обучение, могат да засекат проблеми с лагери или уплътнителни ленти още повече от три дни преди техния отказ, което означава, че екипите за поддръжка могат да ги поправят по време на редовни, планирани простои, а не в извънредни ситуации. Предприятията, които прилагат този вид проактивна поддръжка, регистрират намаляване с около 50 % на непредвидените спирания. Срокът на експлоатация на компонентите също се удължава почти с една четвърт, тъй като техниците коригират графиците за смазване и балансират товарите по-ефективно въз основа на препоръките на системата. Крайният резултат? Общата ефективност на оборудването значително се повишава, докато дългосрочните разходи за експлоатация на машините намаляват универсално.

Трансформация на работната сила: от трудоемък надзор към техническо ръководство

Когато компаниите внедряват автоматизация, това не само замества работниците – всъщност това трансформира ежедневните им задачи. Операторите, които преди прекарваха часове в извършване на действия като рязане на материали, подаване на материали в машините и визуална проверка на продуктите, сега се фокусират върху наблюдение на сложни системи чрез програмируеми логически контролери (PLC) и човек-машина интерфейси (HMI). Общият брой на необходимите хора намалява приблизително с 40 %, но останалите в работа трябва да разбират по-добре данните, да диагностицират проблеми по-бързо и да правят корекции в реално време. Програмите за обучение, които следват индустриални стандарти като ISA/ANSI, напоследък са станали изключително важни. Фабриките, които инвестирали в качествено обучение, отбелязват скок в производителността от 25 % до 30 %, а освен това служителите остават по-дълго в компанията, защото работата им става по-интересна и по-технически предизвикателна. Друго голямо предимство са автоматизираните системи за обработка на материали, които намаляват натоварването върху гърба и други травми, което прави работното място по-безопасно на дълга термин. Много оператори се преместват към роли на техници или дори инженери в заводи за производство на торби, докато автоматизацията става стандартна практика.

ЧЗВ

Какви технологии подобряват ефективността на производството на пластмасови торбички ?

Сервомоторите, PLC и HMI системите, автоматичното подаване, безсърдечното размотаване и автоматичното сплитане подобряват ефективността чрез осигуряване на прецизен контрол, корекции в реално време и елиминиране на ръчни намеси.

Как сервомоторите допринасят за спестяване на енергия?

Сервомоторите осигуряват прецизен контрол върху скоростта и подаването на енергия, което намалява енергийното потребление с приблизително 40 %, без да се компрометира качеството на продукта.

Каква роля играе изкуственият интелект в предотвратяването на дефекти?

Визионните системи, базирани на изкуствен интелект, откриват дефекти в реално време и извършват необходимите корекции, за да се предотврати разпространението им, което значително намалява отпадъците и процентите на бракувани изделия.

Как автоматизацията влияе върху работната сила в производствените предприятия?

Автоматизацията премества фокуса на работната сила от ръчно наблюдение към техническо надзиране, като изисква от операторите да придобият умения в анализ на данни и диагностика на системи.