A la indústria moderna de l'embalatge, la necessitat de personalització i producció ràpida ha canviat les prioritats de fabricació. Durant molt de temps, una línia de producció ja no produïa només una mida de caixa fixa. Actualment, les empreses de comerç electrònic i minoristes necessiten solucions de fabricació flexibles que puguin gestionar una àmplia gamma de petites comandes mantenint altes taxes de producció. ElMàquina automàtica de fabricació de caixes múltiplesjuga un paper important en el canvi. És una màquina intel·ligent que pot produir caixes de diferents mides en el procés. Per entendre com aquestes màquines proporcionen aquesta flexibilitat, hem d'entendre la seva automatització servo, sistemes de control intel·ligents i sistemes d'eines ajustables.
El paper del control de moviment servomotor
El principal motiu pel qual el fabricant automàtic de caixes múltiples pot ajustar-se entre diferents mides de caixes és pels seus diferents sistemes de control de moviment. Les màquines tradicionals de fabricació de caixes utilitzaven moltes peces mecàniques com ara engranatges, cadenes i acoblaments. Canviar la mida de la caixa en aquestes màquines antigues requereix ajustar manualment les peces físiques, substituir els motlles i restablir la configuració de la màquina. El procés sol durar hores, cosa que comporta llargues aturades de producció. Les modernes màquines multicaixes han substituït moltes peces mecàniques fixes per servomotors independents.
Cada part important de la màquina, inclòs el dispositiu d'alimentació de paper, el sistema de cola, el sistema de plegat i la secció de relleu, està controlada pel seu propi servoaccionament. El sistema de control mestre calcula la posició correcta de cada peça quan es selecciona una nova mida de caixa mitjançant la interfície home-màquina (HMI). Aleshores, els servomotors ajusten totes les posicions simultàniament segons la nova configuració. Aquest sistema de control electrònic elimina la necessitat de substituir moltes peces manuals durant el dimensionament. Permet que la màquina passi de fer una petita caixa de joieria a una caixa de sabates més gran amb poc temps d'inactivitat. Segons la informació tècnica de l'Institut de Fabricants de Maquinària d'Embalatge (PMMI), l'ús de servocontrol multi-eix ajuda a reduir el temps de canvi dels equips de formació de cartró fins a un 80% [1] en comparació amb els sistemes mecànics més antics.
Programari intel·ligent i gestió de fórmules
La flexibilitat del maquinari és només una part del procés. El control digital també és important. Una màquina automàtica de fabricació de caixes múltiples adopta controladors lògics programables (PLC) avançats i sistemes de gestió de receptes. En lloc d'exigir que l'operador introdueixi molts paràmetres per a cada mida de caixa nova, la màquina desa configuracions llestes per utilitzar per a diferents dimensions de caixa.
Quan les ordres de producció canvien, els operadors simplement trien la fórmula correcta del sistema. Aleshores, el programari envia els ajustos necessaris a totes les peces de la màquina, incloses les guies de paper, la posició de la roda de plegat i l'angle de la placa plegable. Molts sistemes moderns també utilitzen funcions de correcció automàtica. El sensor va inspeccionar la nova caixa de mida durant la primera producció i va trobar menys error en la precisió del plegat o la posició de la cola. Aleshores, el sistema fa petits ajustaments automàticament per mantenir la qualitat de la caixa dins del rang requerit. La investigació al Journal of Manufacturing Systems mostra que els sistemes de retroalimentació de bucle tancat a les màquines d'envasat poden reduir els residus de material quan canvia la mida, ja que les màquines poden aconseguir una producció estable [2] més ràpidament que els sistemes sense control de retroalimentació.
Eines adaptatives i disseny modular
Tot i que els servomotors controlen els canvis de posició, la màquina encara necessita eines flexibles per treballar amb diferents mides de plaques. Una versàtil màquina automàtica de fabricació de caixes múltiples utilitza plaques de conformació modulars i pistes plegables ajustables en lloc de motlles de mida fixa. Aquests components tenen un disseny d'alliberament ràpid i escales d'ajust clares, de manera que es poden moure o substituir ràpidament quan els canvis de mida superen les eines estàndard del rang d'ajust.
Per exemple, els blocs de formació es poden fer amb seccions separades que es poden afegir o treure per adaptar-se a diferents longituds i amplades de caixa. Els sistemes de plegat lateral i de subjecció superior es dissenyen normalment amb pistes lliscants o extensibles que es poden fixar en posició en funció del nombre de controladors de la màquina. Aquesta combinació de posicionament electrònic i eines mecàniques ajustables ajuda a la màquina a mantenir una estructura sòlida i un plegat precís de moltes caixes de diferents mides. Les normes ISO 15374 estableixen que el disseny d'eines modulars és important per mantenir una qualitat estable de producció d'envasos flexibles, ja que ajuda a evitar errors de flexió i posicionament que es poden produir quan s'utilitza una eina fixa més enllà del seu rang de treball adequat [3].
Manipulació de materials i adaptabilitat a l'alimentació
La producció de diferents mides de caixes també requereix un sistema d'alimentació que pugui gestionar diferents mides en blanc de manera estable. Aquest problema La màquina automàtica de fabricació de caixes múltiples es va resoldre mitjançant l'ús d'alimentador de buit ajustable i sistemes de posicionament automàtic. Quan la mida de la caixa canvia, les ventoses del capçal de l'alimentador es mouen automàticament per coincidir amb la nova mida i posició en blanc. Això ajuda a evitar la doble alimentació i la desalineació del material.
Els rails laterals i els punts de parada frontals es poden ajustar per garantir que el material estigui en la posició correcta quan s'alimenta. Per a les màquines que manipulen cartró i cartró ondulat de diferents mides, els corrons de pressió i els buits dels rodets també es poden ajustar automàticament per adaptar-se al gruix dels diferents materials. Això significa que la màquina pot processar amb suavitat un aglomerat prim per a petites caixes de cosmètics i un cartró ondulat amb flauta electrònica més gruixuda per a caixes d'enviament. Les directrius tècniques de l'Associació de caixes de fibra indiquen que en la producció de caixes de diferents mides, el sistema d'alimentació ajustable afecta directament l'eficiència general de l'equip, ja que els problemes d'alimentació són un dels principals motius d'inactivitat inesperada durant els canvis de mida [4].
Conclusió: una fusió de precisió i flexibilitat.
La capacitat d'una màquina automàtica de fabricació de caixes múltiples per produir diferents mides de caixes prové d'una combinació de control de moviment servo, programari intel·ligent, eines ajustables i sistemes flexibles de manipulació de materials. Aquestes tecnologies treballen conjuntament per fer més flexibles i eficients els processos tradicionals de producció fixa. La tecnologia d'aquestes màquines seguirà millorant a mesura que les cadenes de subministrament requereixen més personalització i terminis de lliurament més ràpids. Les futures màquines poden utilitzar més sistemes de manteniment basats en IA i millors funcions d'ajust automatitzat per millorar el rendiment de la producció. És important que els fabricants entenguin com funcionen aquests sistemes per seleccionar l'equip adequat i millorar els processos de producció en un mercat amb demandes canviants.
Referències
[1] Associació de fabricants de maquinària d'embalatge de la Xina (PMMI) (2023). :: Estat de la indústria de la maquinària d'embalatge: tendències en automatització i flexibilitat*. Informes tècnics del PMMI.
[2] Lee, J. i Park, S. (2022). Sistema de control de llaç tancat en la fabricació d'envasos flexibles: reducció de residus durant el canvi.Revista de sistemes de fabricació, 64, 112-125.
[3] Organització Internacional per a la Normalització (2021).ISO 15374:2021 - Requisits de seguretat de maquinària d'embalatge i estàndards d'eines modulars. Publicacions ISO.
[4] Fiber Box Association (2023). * Guia de rendiment per a equips de conversió de caixes corrugades multimida *. Butlletins tècnics de FBA.