Arbeidseffektivitet økt med over 300 %! Den nye sigarettpakningsinspeksjonsenheten er så effektiv!
Foreløpig er testingen av limytelsen for ferdig sigarettemballasje fullstendig manuell. Testprosessen inkluderer tre hovedtrinn: materialforberedelse, papirbinding og avtrekking-evaluering, som involverer mer enn ti prosedyrer som prøveskjæring, limpåføring, pressing, hvile, peeling og vurdering, som alle er helt avhengige av manuelt arbeid. Denne tradisjonelle testmetoden har problemer som unøyaktige limmengder, ujevn påføring, feiljustert papir og utilstrekkelig pressing, noe som fører til lange testtider, hyppige omtester, høy arbeidsintensitet, lav effektivitet og sikkerhetsrisikoer med noe varmeutstyr. For å løse disse problemene, tok Changde Jinpeng Printing Co., Ltd. (heretter referert til som "Changde Jinpeng") et "felles gjennombrudd av oppstrøms og nedstrøms industrikjedebedrifter". Ved å lære på-siden og innovere sammen, utviklet de med suksess en enhet for å teste selvklebende ytelsen til emballasjepapir. Denne artikkelen forklarer systematisk utviklingsbakgrunnen, tekniske løsninger, implementeringseffekter og potensielle anvendelser av denne enheten, med sikte på å gi en referanse for teknologisk innovasjon innen kvalitetstesting i bransjen.
Teknisk bakgrunn og problemanalyse
01/ Teknisk konnotasjon av limytelse
Limytelse refererer til, basert på mekanismen for bindingssvikt, simulering av bindingstrinnet i sigarettemballasjedannelse, hvor to prøver bindes sammen og deretter skrelles destruktivt fra hverandre. Hvis papirfibrene trekkes fra hverandre av limet, anses limytelsen som kvalifisert. Denne ytelsesindikatoren reflekterer direkte kompatibiliteten mellom limet og papirsubstratet og er en nøkkelparameter for å sikre stabiliteten til emballasjestrukturen.
02/ Tradisjonelle testmetoder og eksisterende problemer
For øyeblikket må alle emballasjeprodukter for sigarettbokser gjennomgå limytelsestesting før de forlater fabrikken. Testprosessen kan deles inn i tre hovedtrinn: «materialeforberedelse», «papirbinding» og «avskalling-evaluering». Den spesifikke prosedyren inkluderer: ta prøven som skal testes fra prøveposen → kutt det selvklebende området av prøven til en størrelse på 20 mm×50 mm → trekk lim med en sprøyte (som vist i figur 1) → slipp lim på det angitte området → spre limet jevnt med en ren dråpe → juster og fest baksiden av papiret med det limte området med en som vist → legg flatt og la sitte i 30 minutter → manuelt skrell de to sammenføyde overflatene helt fra hverandre → vurder visuelt om papirfibrene er skadet.
Figur 1 Manuell suging av gel
Figur 2 Varmforseglingspresse
Etter analyse har den ovennevnte fullstendig manuelle operasjonsprosessen følgende problemer:
(1) Lav effektivitet: Enkeltprøver i laboratoriet tar for lang tid, og hele prosessen tar omtrent 35 minutter. Etter en forespørsel om inspeksjon er det en lang ventetid på tilbakemelding, som ikke kan møte produksjonsovervåkingsbehov i sanntid.-
(2) Sikkerhetsfarer: Noen testtrinn involverer oppvarmingsutstyr, og manuell betjening medfører risiko for brannskader og elektriske farer.
(3) Utilstrekkelig nøyaktighet: Nåværende testmetoder er relativt grove. Limmengdekontroll er avhengig av operatørens erfaring, og jevnhet i belegget kan ikke garanteres, noe som fører til lav presisjon i testdata, noe som gjør det vanskelig å støtte raffinert kvalitetskontroll.
(4) Høy inspeksjonshastighet: Hele prosessen utføres manuelt, og nøkkeltrinn (som skraping av lim, innretting og pressing) er utsatt for feil, noe som forårsaker eksperimentfeil. Nyinspeksjonsraten er så høy som 50 %, noe som ikke bare øker arbeidsbelastningen, men også sløser med testressurser.
Oppsummert er tradisjonelle manuelle testmetoder ikke lenger egnet for den moderne sigarettpakkeindustriens krav til presis og effektiv kvalitetskontroll. Det er et presserende behov for å utvikle en standardisert, automatisert testenhet for å fundamentalt eliminere menneskelig forstyrrelse.
Løsning og tekniske prinsipper
01/ Forskningsmål og overordnet tilnærming
For å løse de ovennevnte problemene, satte vårt prosjektteam følgende utviklingsmål: å utvikle en ytelsestestenhet for emballasjepapirlim som standardiserer og automatiserer testprosessen, effektivt kontrollerer mengden og jevnheten av lim som påføres, sikrer sikker og fast oppvarmet pressing, og forbedrer testeffektiviteten og datapålitelighet betraktelig. Den overordnede tekniske tilnærmingen er å integrere funksjoner som limskraping, overføring, oppvarming og pressing i en enkelt enhet, og konvertere spredte manuelle operasjoner til en kontinuerlig automatisert prosess; oppnå presis kontroll av nøkkelprosessparametere gjennom en presis mekanisk struktur; og eliminere menneskelige faktorer gjennom standardiserte driftsprosedyrer.
02/ Enhetsstrukturdesign
Den utviklede innpakningspapirlimytelsestestenheten tilhører feltet for emballasjebindingsteknologi og inkluderer hovedsakelig tre funksjonelle moduler, som vist i figur 3.
Figur 3 Pakkepapirlimytelsestestenhet (venstre: skjematisk diagram, høyre: ekte enhet)
(1) Base: Fungerer som støtteplattform for hele enheten, og integrerer installasjonen av skrapemekanismen, rullemekanismen og lamineringsmekanismen. Det sikrer at den romlige posisjoneringen av hver funksjonsmodul er nøyaktig koordinert, noe som muliggjør kontinuerlige testprosesser.
(2) Skrapemekanisme: Brukes til å skrape overflødig lim fra limbørstetrauet inn i overløpskaret og jevne ut limet. Denne mekanismen har en presis justeringsenhet for skrapespalte for å kontrollere limlagtykkelsen innenfor et forhåndsinnstilt område, noe som sikrer jevn og jevn tykkelse.
(3) Rullemekanisme: Brukes til å presse emballasjepapiret på limlaget etter skraping, og overføre limet til papiret. Mekanismen styres av en drivenhet som sikrer at valsen bruker konstant hastighet og trykk, og eliminerer hastighetssvingninger og ujevnt trykk forårsaket av manuell rulling.
(4) Lamineringsmekanisme: Brukes i limtester for å påføre kontrollert lamineringstrykk og tid på papiret som har blitt limt og overført til lamineringstrauet, og simulerer lamineringsprosessen i faktisk trykk- og emballasjeproduksjon. Denne mekanismen inkluderer en elektrisk varmemodul for nøyaktig å kontrollere pressetemperaturen og -tiden.
03/ Standardisert testprosess
Basert på den utviklede enheten ble følgende standardiserte testprosess etablert:
(1) Prøvetaking: Det bør tas prøver av minst 5 ark per batch. Prøvene skal være flate, uskadde, fri for å klebe seg og oppfylle størrelseskravet på minst 300 mm × 300 mm. Hver prøve skal angi papirets retning og for-/bakside, og forsegles i en pose.
(2) Temperatur- og fuktighetsbetingelse: Prøver bør kondisjoneres under forholdene spesifisert i GB/T 10739 for å eliminere miljøpåvirkning på resultatene.
(3) Prøveskjæring: Skjær prøvene i prøve 1 (98 mm × 42 mm) og prøve 2 (98 mm × 50 mm), og sørg for at langsiden (98 mm) er parallell med kornretningen for konsistens med kraftretningen under faktisk produksjon.
(4) Liminjeksjon: Bruk en limdispenser til å trekke en oppmålt mengde testlim og sprøyte den inn i dot limreservoaret til limpåføringsmodulen.
(5) Limskraping: Skraperen skraper automatisk overflødig lim rundt prikkreservoaret inn i overløpskaret og jevner det ut, og danner et jevnt limlag.
(6) Limpåføring: Plasser prøve 1 (98 mm × 42 mm) inn i limpåføringsmodulen med papirfronten vendt opp. Start rullemekanismen for å presse prøven på det utjevnede limlaget med konstant hastighet og trykk, for å sikre jevn limoverføring.
(7) Vedheft: Fjern den limte prøve 1 og plasser den i sporet til den elektriske varmemodulen på limingsmodulen, med limsiden opp, på linje med forsiden av prøve 2. Still inn temperaturen på den elektriske varmemodulen og start varm-presseenheten for å presse prøve 1 og prøve 2 sammen.
(8) Prøveinstallasjon: Ta den limte prøven fra limpåføringsenheten. Sett den ene enden av prøve 2 inn i det faste sporet på skrelletesteren og klem den andre enden av prøve 1 med trekkfestet.
(9) Avrivningstest: Som vist i figur 4, bruk en 150 graders avrivningsvinkel og en testhastighet på 600 mm/s med trekkfestet. Registrer avtrekkskraftkurven og bestem feilmodusen (feil i papirfiber eller grensesnittfeil i limlag).
Figur 4 Sigarettpakningsavskallingstest
04/ Nøkkelteknologiske gjennombrudd
Denne enheten har oppnådd teknologiske gjennombrudd på følgende tre områder:
(1) Integrert design: Ved å integrere de tre funksjonelle hovedmodulene-limskraping, rulling og laminering-i en enkelt base, standardiserer den hele prosessen i limytelseseksperimenter, inkludert påføring av lim, utjevning av limlaget, overføring av lim og laminering, og eliminerer feil mellom trinnene.
(2) Nøyaktig parameterkontroll: Skrapemekanismen sikrer at limlaget er jevnt i tykkelse (feil mindre enn eller lik 0,01 mm); rullemekanismen, drevet av et servosystem, kontrollerer rullene for å overføre limet med konstant hastighet og trykk, med hastighetsnøyaktighet på ±0,1 mm/s og trykknøyaktighet på ±0,5N; lamineringsmekanismen kan justere lamineringstrykk (±1N), temperatur (±1 grad) og tid (±0,1s) nøyaktig, og simulerer de faktiske produksjonsforholdene nøyaktig.
(3) Standardisert operasjon: Alle operasjoner settes gjennom et menneskelig-maskingrensesnitt, og etter ett-klikk på start fullføres hele prosessen automatisk. Dette eliminerer fullstendig defekter forårsaket av manuell drift, for eksempel unøyaktig limmengde, ujevn påføring, feiljustert papir eller utilstrekkelig pressing, noe som sikrer repeterbarhet og sammenlignbarhet av testresultatene. Sammenligningen av før-og-etter testprosessen er vist i figur 5.
Figur 5 Sammenligning av inspeksjonsprosesser før og etter forbedring
Teknisk effektivitet og dataanalyse
01/ Effektivitetsforbedringsanalyse
Etter flere valideringer og praktiske tester -har enheten oppnådd betydelige forbedringer i inspeksjonseffektiviteten. Den totale inspeksjonstiden per pass er redusert fra 2057 sekunder i tradisjonelle manuelle metoder til 442 sekunder, noe som øker arbeidseffektiviteten med 365,38 %. Suksessraten for hele inspeksjonsprosessen har nådd 100 %, og re-inspeksjonsraten har falt fra 50 % til 0, noe som har redusert arbeidsintensiteten til testpersonell betraktelig.
02/ Deteksjonsnøyaktighet og pålitelighet
Kundeevaluering: "Denne enheten er vitenskapelig og rimelig utformet, enkel å betjene, svært nøyaktig og svært stabil. Den overvinner effektivt problemer som gjenkjenningsforsinkelse og databias funnet i tidligere manuelle inspeksjonsmetoder, og gir sterk teknisk støtte for vår innsats for å styrke kvalitetskontrollen av emballasjepapirlim."
03/ Sikkerhetsforbedringer
Tradisjonell manuell testing bruker varmeforseglere og annet oppvarmingsutstyr med brannskader og elektrisk sikkerhetsrisiko. Denne enheten integrerer varmemodulen i en lukket komposittmekanisme, med termisk isolasjonsbeskyttelse og automatisk temperaturkontroll, slik at operatører ikke trenger å berøre komponenter med høye- temperaturer, noe som eliminerer risikoen for brannskader.
Sosiale ytelser og søknadsverdi
01/ Direkte økonomiske fordeler
Denne enheten kan effektivt redusere frekvensen av skrot- og omarbeidstap i emballasjeproduksjon ved å forutsi papirbindingseffekter på forhånd. I følge estimater, hvis denne enheten markedsføres i bransjen, kan skrapraten for ferdige produkter forårsaket av limproblemer i emballasjeselskaper reduseres fra gjennomsnittlig 5,7 % til under 2 %. Samtidig kan forbedret inspeksjonseffektivitet spare en betydelig mengde lønnskostnader, og redusere lønnskostnadene per inspeksjon med omtrent 80 %.
02/ Teknologisk lederrolle
Den standardiserte driften av denne enheten kan måle bindingsytelsen til forskjellige limtyper, effektivt velge og tilpasse limformuleringer for spesialisert sigarettpakningspapir, blekk og lamineringsprosesser, forkorte FoU-syklusen for limvalg og formuleringsforbedring, nøyaktig løse praktiske problemer som avklebing, vridning, limoverløp og adhesjon i systemet for sigarettpakningsproduksjon og cigarettkompatibilitet, pakke papir.
03/ Bransjekjedesynergi
Prosjektet tar i bruk en felles forskningsmodell på tvers av bransjekjeden, som integrerer oppstrøms lim FoU, midtstrøms utskrift og produksjon av sigarettpakker og nedstrøms produsenter av sigarettemballasje med tekniske, talent- og utstyrsressurser. Den bryter ned informasjon og tekniske barrierer på hvert trinn, og danner et teknisk optimaliseringssystem i full-kjede fra råvarer til ferdige produkter, og driver den generelle sigarettpakkeindustrien mot større effektivitet, presisjon og intelligens, og forbedrer bransjens kjernekonkurranseevne.
04/ Bidrag til industristandardisering
Dette prosjektet utviklet med suksess landets første innpakningspapirlimytelsestestenhet, og oppnådde en bransjeførste. For å møte de enhetlige tekniske spesifikasjonene som kreves av forskjellige bedrifter og testinstitusjoner i industrien, standardiserte prosjektgruppen forskningsresultatene, fremmet tekniske gjennombrudd og kvalitetsforbedringer i brettekartonger og rå- og hjelpematerialer (papir) i emballasje- og trykkeriindustrien, og forbedret den koordinerte allokerings- og innovasjonsevnen til oppstrøms- og nedstrømsbedrifter.
I fremtiden vil forskerteamet fortsette å optimalisere enhetens intelligensnivå, utvikle et automatisk vurderingssystem basert på maskinsyn, oppnå fullstendig ubemannet drift av limytelsestesting og utforske utvidelse av enhetens anvendelse til andre emballasjematerialer (som plast og metallfolier) for testing av adhesjonsytelse, noe som gir større bidrag til emballasjen innen teknologisk innovasjon innen kvalitet i industrien.