Arbejdseffektivitet øget med over 300 %! Den nye cigaretpakkeinspektionsanordning er så effektiv!
I øjeblikket er testningen af klæbeevnen for færdige cigaretemballager fuldstændig manuel. Testprocessen omfatter tre hovedtrin: materialeforberedelse, papirlimning og afrivningsevaluering-, der involverer mere end ti procedurer såsom prøveskæring, limpåføring, presning, hvile, skrælning og vurdering, som alle udelukkende er afhængige af manuelt arbejde. Denne traditionelle testmetode har problemer som unøjagtige limmængder, ujævn påføring, forkert justeret papir og utilstrækkelig presning, hvilket fører til lange testtider, hyppige gentest, høj arbejdsintensitet, lav effektivitet og sikkerhedsrisici med noget varmeudstyr. For at løse disse problemer vedtog Changde Jinpeng Printing Co., Ltd. (i det følgende benævnt "Changde Jinpeng") et "fælles gennembrud af upstream- og downstream-industrikædevirksomheder". Ved at lære på-stedet og forny sammen, udviklede de med succes en enhed til at teste emballagepapirets klæbeevne. Denne artikel forklarer systematisk udviklingsbaggrunden, tekniske løsninger, implementeringseffekter og potentielle anvendelser af denne enhed, med det formål at give en reference for teknologisk innovation inden for kvalitetstest i industrien.
Teknisk baggrund og problemanalyse
01/ Teknisk konnotation af klæbemiddelydelse
Adhæsiv ydeevne refererer til, baseret på mekanismen for bindingssvigt, simulering af bindingstrinnet i cigaretemballagedannelse, hvor to prøver bindes og derefter destruktivt pilles fra hinanden. Hvis papirfibrene trækkes fra hinanden af limen, betragtes klæbeevnen som kvalificeret. Denne ydeevneindikator afspejler direkte kompatibiliteten mellem klæbemidlet og papirsubstratet og er en nøgleparameter for at sikre stabiliteten af emballagestrukturen.
02/ Traditionelle testmetoder og eksisterende problemer
I øjeblikket skal alle emballageprodukter til cigaretæsker gennemgå klæbeevnetest, før de forlader fabrikken. Testprocessen kan opdeles i tre hovedstadier: "materialeforberedelse", "papirbinding" og "afskalningsevaluering." Den specifikke procedure omfatter: Tag prøven, der skal testes, fra prøveposen → skær det klæbende område af prøven til en 20 mm×50 mm størrelse → træk lim med en sprøjte (som vist i figur 1) → drop lim på det angivne område → spred limen jævnt med en ren dråbe → juster og fastgør bagsiden af papiret med det påklæbte område med det viste område (2) → læg fladt og lad sidde i 30 minutter → manuelt pil de to bundne overflader helt fra hinanden → vurder visuelt om papirfibrene er beskadiget.
Figur 1 Manuel sugning af gel
Figur 2 Varmforseglingspresse
Efter analyse har ovenstående fuldt manuelle betjeningsproces følgende problemer:
(1) Lav effektivitet: Enkelttest i laboratoriet tager for lang tid, og hele processen tager omkring 35 minutter. Efter en anmodning om inspektion er der en lang ventetid på feedback, som ikke kan opfylde-produktionsovervågningsbehov i realtid.
(2) Sikkerhedsrisici: Nogle testtrin involverer opvarmningsudstyr, og manuel betjening indebærer risiko for forbrændinger og elektriske farer.
(3) Utilstrækkelig nøjagtighed: Nuværende testmetoder er relativt grove. Limmængdekontrol er afhængig af operatørens erfaring, og ensartethed af belægningen kan ikke garanteres, hvilket fører til lav præcision i testdata, hvilket gør det vanskeligt at understøtte raffineret kvalitetskontrol.
(4) Høj geninspektionshastighed: Hele processen udføres manuelt, og nøgletrin (som at skrabe lim, justering og presning) er tilbøjelige til fejl, hvilket forårsager eksperimentfejl. Geninspektionsraten er så høj som 50 %, hvilket ikke kun øger arbejdsbyrden, men også spilder testressourcer.
Sammenfattende er traditionelle manuelle testmetoder ikke længere egnede til den moderne cigaretpakkeindustris krav til præcis og effektiv kvalitetskontrol. Der er et presserende behov for at udvikle en standardiseret, automatiseret testanordning til fundamentalt at eliminere menneskelig indblanding.
Løsning og tekniske principper
01/ Forskningsmål og overordnet tilgang
For at løse ovenstående problemer har vores projektteam sat sig følgende udviklingsmål: at udvikle en anordning til test af emballagepapirklæbende ydeevne, der standardiserer og automatiserer testprocessen, effektivt kontrollerer mængden og ensartetheden af limen, der påføres, sikrer sikker og fast opvarmet presning og væsentligt forbedrer testeffektiviteten og datapålideligheden. Den overordnede tekniske tilgang er at integrere funktioner som limskrabning, overførsel, opvarmning og presning i en enkelt enhed, hvilket konverterer spredte manuelle operationer til en kontinuerlig automatiseret proces; opnå præcis kontrol af nøgleprocesparametre gennem en præcis mekanisk struktur; og eliminere menneskelige faktorer gennem standardiserede driftsprocedurer.
02/ Enhedens strukturelle design
Den udviklede anordning til prøvning af emballagepapirklæbende ydeevne tilhører området for emballagebindingsteknologi og omfatter hovedsageligt tre funktionelle moduler, som vist i figur 3.
Figur 3 Emballagepapirklæbende ydelsestestenhed (venstre: skematisk diagram, højre: ægte enhed)
(1) Base: Fungerer som støtteplatform for hele enheden, der integrerer installationen af skrabemekanismen, rullemekanismen og lamineringsmekanismen. Det sikrer, at den rumlige placering af hvert funktionsmodul er præcist koordineret, hvilket muliggør kontinuerlige testprocesser.
(2) Skrabemekanisme: Bruges til at skrabe overskydende lim fra limbørstetruget ind i overløbstruget og udjævne limen. Denne mekanisme har en præcis justering af skraberspalten til at kontrollere limlagets tykkelse inden for et forudindstillet område, hvilket sikrer ensartet og ensartet tykkelse.
(3) Rullemekanisme: Bruges til at trykke emballagepapiret på limlaget efter skrabning, hvorved limen overføres til papiret. Mekanismen styres af en drivenhed, der sikrer, at valsen anvender konstant hastighed og tryk, hvilket eliminerer hastighedsudsving og ujævnt tryk forårsaget af manuel rulning.
(4) Lamineringsmekanisme: Anvendes i klæbemiddeltests til at påføre kontrolleret lamineringstryk og -tid på det papir, der er blevet limet og overført til lamineringstruget, og simulerer lamineringsprocessen i faktisk tryk- og emballageproduktion. Denne mekanisme inkluderer et elektrisk varmemodul til præcis styring af pressetemperatur og tid.
03/ Standardiseret testproces
Baseret på den udviklede enhed blev følgende standardiserede testproces etableret:
(1) Prøveudtagning: Der skal udtages prøver af mindst 5 ark pr. batch. Prøver skal være flade, ubeskadigede, fri for klæbning og opfylde størrelseskravet på mindst 300 mm × 300 mm. Hver prøve skal angive papirets retning og for-/bagside og være forseglet i en pose.
(2) Temperatur- og fugtighedskonditionering: Prøver bør konditioneres under betingelserne specificeret i GB/T 10739 for at eliminere miljøpåvirkninger på resultaterne.
(3) Prøveskæring: Skær prøverne i prøve 1 (98 mm × 42 mm) og prøve 2 (98 mm × 50 mm), og sørg for, at den lange side (98 mm) er parallel med kornretningen for konsistens med kraftretningen under den faktiske produktion.
(4) Limindsprøjtning: Brug en limdispenser til at trække en afmålt mængde testlim og sprøjt den ind i limbeholderen på limpåføringsmodulet.
(5) Limskrabning: Skraberen skraber automatisk overskydende lim rundt om prikreservoiret ind i overløbstruget og udjævner det og danner et ensartet limlag.
(6) Limpåføring: Placer prøve 1 (98 mm × 42 mm) i limpåføringsmodulet med papirfronten opad. Start rullemekanismen for at presse prøven på det udjævnede limlag ved konstant hastighed og tryk, hvilket sikrer en jævn limoverførsel.
(7) Vedhæftning: Fjern den limede prøve 1, og anbring den i det elektriske varmemoduls rille på limningsmodulet, med limsiden opad, på linje med forsiden af prøve 2. Indstil temperaturen på det elektriske varmemodul, og start varm-pressenheden for at presse prøve 1 og prøve 2 sammen.
(8) Prøveinstallation: Tag den bundne prøve fra limpåføringsanordningen. Indsæt den ene ende af prøve 2 i den faste åbning på skrælningstesteren, og klem den anden ende af prøve 1 med traktionsfiksturen.
(9) Afrivningstest: Som vist i figur 4 skal du bruge en 150 graders skrælningsvinkel og en testhastighed på 600 mm/s med traktionsfiksturen. Registrer afrivningskraftkurven, og bestem fejltilstanden (fejl i papirfiber eller fejl i limlagsgrænsefladen).
Figur 4 Cigaretpakningskrælningstest
04/ Nøgleteknologiske gennembrud
Denne enhed har opnået teknologiske gennembrud på følgende tre områder:
(1) Integreret design: Ved at integrere de tre vigtigste funktionelle moduler-limskrabning, -rulning og -laminering-i en enkelt base, standardiserer det hele processen i adhæsive ydelseseksperimenter, herunder påføring af lim, udjævning af det klæbende lag, overførsel af lim og laminering, hvilket eliminerer fejl mellem trinene.
(2) Præcis parameterkontrol: Skrabemekanismen sikrer, at klæbelaget er ensartet i tykkelse (fejl mindre end eller lig med 0,01 mm); rullemekanismen, drevet af et servosystem, styrer valserne til at overføre klæbemidlet med en konstant hastighed og tryk, med en hastighedsnøjagtighed på ±0,1 mm/s og tryknøjagtighed på ±0,5N; lamineringsmekanismen kan præcist justere lamineringstryk (±1N), temperatur (±1 grad) og tid (±0,1s), hvorved de faktiske produktionsforhold simuleres nøjagtigt.
(3) Standardiseret drift: Alle operationer indstilles via en menneskelig-maskinegrænseflade, og efter et-klik start fuldføres hele processen automatisk. Dette eliminerer fuldstændigt defekter forårsaget af manuel betjening, såsom unøjagtig limmængde, ujævn påføring, forkert justeret papir eller utilstrækkelig presning, hvilket sikrer repeterbarheden og sammenligneligheden af testresultaterne. Sammenligningen af før-og-efter testprocessen er vist i figur 5.
Figur 5 Sammenligning af inspektionsprocesser før og efter forbedring
Teknisk effektivitet og dataanalyse
01/ Effektivitetsforbedringsanalyse
Efter adskillige hænder-på valideringer og praktiske tests har enheden opnået betydelige forbedringer i inspektionseffektiviteten. Den samlede inspektionstid pr. gennemløb er reduceret fra 2057 sekunder i traditionelle manuelle metoder til 442 sekunder, hvilket øger arbejdseffektiviteten med 365,38 %. Succesraten for hele inspektionsprocessen er nået op på 100 %, og gen--inspektionsraten er faldet fra 50 % til 0, hvilket i høj grad reducerer testpersonalets arbejdsintensitet.
02/ Detektionsnøjagtighed og pålidelighed
Kundeevaluering: "Denne enhed er videnskabeligt og rimeligt designet, nem at betjene, meget nøjagtig og yderst stabil. Den overvinder effektivt problemer såsom detektionsforsinkelse og databias fundet i tidligere manuelle inspektionsmetoder, hvilket giver stærk teknisk support til vores bestræbelser på at styrke kvalitetskontrollen af emballagepapirklæbemiddel."
03/ Sikkerhedsforbedringer
Traditionel manuel testning bruger varmeforseglere og andet varmeudstyr med forbrændinger og elektriske sikkerhedsrisici. Denne enhed integrerer varmemodulet i en lukket sammensat mekanisme, der byder på termisk isoleringsbeskyttelse og automatisk temperaturkontrol, så operatører ikke behøver at røre ved høje-temperaturkomponenter, hvilket helt eliminerer risikoen for forbrændinger.
Sociale ydelser og anvendelsesværdi
01/ Direkte økonomiske fordele
Denne enhed kan effektivt reducere hastigheden af skrot- og omarbejdningstab i emballageproduktion ved at forudsige papirbindingseffekter på forhånd. Ifølge estimater, hvis denne enhed promoveres på tværs af industrien, kan den færdige produktskrotrate forårsaget af klæbemiddelproblemer i emballageemballagevirksomheder reduceres fra et gennemsnit på 5,7 % til under 2 %. Samtidig kan forbedret inspektionseffektivitet spare en betydelig mængde arbejdskraftomkostninger, hvilket reducerer arbejdsomkostningerne pr. inspektion med omkring 80 %.
02/ Teknologisk lederrolle
Den standardiserede drift af denne enhed kan måle bindingsydelsen af forskellige limtyper, effektivt udvælge og tilpasse limformuleringer til specialiseret cigaretpakkepapir, blæk og lamineringsprocesser, forkorte F&U-cyklussen for limvalg og formuleringsforbedring, præcist løse praktiske problemer såsom afklæbning, vridning, limoverløb og vedhæftning i cigaretpakningsproduktion og cigaretpakning, og etablere en cigaretpakkes kompabilitet. pakke papir.
03/ Industrikædesynergi
Projektet vedtager en fælles forskningsmodel på tværs af industrikæden, der integrerer upstream-lim R&D, midtstrøms cigaretpakkeudskrivning og produktion og downstream-cigaretemballageproducenter med tekniske, talent- og udstyrsressourcer. Det nedbryder information og tekniske barrierer på hvert trin og danner et teknisk optimeringssystem i fuld-kæde fra råmaterialer til færdige produkter, der driver den overordnede cigaretpakkeindustri mod større effektivitet, præcision og intelligens og forbedrer industriens kernekonkurrenceevne.
04/ Bidrag til industristandardisering
Dette projekt udviklede med succes landets første emballagepapirklæbende præstationstestanordning, hvilket opnåede en brancheførste. For at opfylde de samlede tekniske specifikationer, der kræves af forskellige virksomheder og testinstitutioner inden for industrien, standardiserede projektgruppen forskningsresultaterne, fremmede tekniske gennembrud og kvalitetsforbedringer inden for foldekartoner og rå- og hjælpematerialer (papir) i emballage- og trykkeriindustrien og forbedrede den koordinerede allokering og innovationsevner hos upstream- og downstream-virksomheder.
I fremtiden vil forskerholdet fortsætte med at optimere enhedens intelligensniveau, udvikle et automatisk bedømmelsessystem baseret på maskinsyn, opnå fuldstændig ubemandet drift af klæbemiddelydelsestestning og udforske udvidelsen af enhedens anvendelse til andre emballagematerialer (såsom plastik og metalfolier) til adhæsionsydelsestestning, hvilket yder større bidrag til emballageindustrien inden for inspektionsteknologisk innovation inden for kvalitet.