종이, 플라스틱, 부직포 등 -토트백을 만드는 과정에는 절단, 밀봉, 접기, 마무리 등 일련의 단계가 포함됩니다. 이러한 단계는 지속적으로 롤링되는 원료를 소매 또는 공장에서 사용할 수 있는 완성된 백으로 변환합니다. 핸들을 추가하고 패치를 설치하는 것은 이 단계에서 가장 어려운 기계적 작업입니다. 토트백 제조사는 여러 재료의 웹을 한 번에 이동시키고, 접착제나 열 밀봉을 매우 정밀하게 도포하고, 분당 150개 이상의 백 속도를 유지해야 합니다. 이러한 기계가 삽입 및 패치를 자동으로 처리하는 방법을 이해하려면 함께 작동하는 기계 부품, 센서 시스템 및 제어 설정을 살펴봐야 합니다.
기준선: 가방 몸체 형성
손잡이나 패치를 추가하기 전에 가방을 만들어야 합니다. 표준 비닐봉지 제조기에서는 필름이 큰 롤에서 떨어지고 튜브 모양으로 접힌 다음 바닥이 밀봉됩니다. 절단 블레이드는 파이프를 적절한 길이로 별도의 포켓으로 자릅니다. 그런 다음 각 백은 컨베이어 벨트 또는 체인 시스템에서 앞으로 이동하여 다음 단계를 준비합니다.
가방이 핸들이나 수리 스테이션에 도달했을 때 가방을 정렬하는 것이 모든 후속 작업의 핵심입니다. 가방이 2mm, 3mm 떨어지면 취급이나 패치가 계속 잘못되어 불량 가방이 됩니다. 정렬은 기계적 가이드, 필름의 각인을 읽는 광수용체, 서보{4}} 구동 전송 시스템을 통해 이루어지며 가방이 움직일 때 위치를 조정합니다. 이러한 정확성 요구 사항은 ISO 21848에 적용됩니다. 유연 포장 기계의 크기 제한을 설정합니다..
핸들 삽입: 재료 준비 및 공급
자동 핸들 삽입은 별도의 재료 공급으로 시작됩니다. 종이 테이프, 플라스틱 리본 또는 절단된 필름 스트립과 같은-편평한 재료 롤-이 가방 손잡이가 됩니다. 손잡이 소재는 일정 길이로 잘라야 하며, 루프 손잡이가 필요한 경우 접어서 가방 안의 올바른 위치에 연결한 후 연결하세요.
원형 가방용 가방 제조기에서는 먼저 핸들 스트립을 핸들 루프 부착 탭에 적합한 길이로 절단합니다. 그런 다음 가이드 플레이트와 가이드 레일이 있는 기계식 접이식 테이블을 사용하여 밴드를 U 또는 D 모양으로 접습니다. 접힌 부분의 모양은 매번 동일해야 합니다. 접힌 부분의 변화로 인해 손잡이의 길이가 변경되어 고르지 않게 됩니다. 서보{4}}제어 폴딩 시스템은 최신 기계의 캠-구동 기계 폴더를 대체했습니다. 이는 서보 시스템을 통해 부품을 교체할 필요 없이 접는 크기를 전자적으로 변경할 수 있기 때문입니다.
패치 보강재는{0}}손잡이 부착 지점에 작은 직사각형 재료를 배치하여 하중을 분산시키고 손잡이가 가방 막이 찢어지는 것을 방지합니다.-별도의 패치 재료 네트워크를 풀어서 개별 패치로 자릅니다. 패치는 일반적으로 회전식 다이를 사용하여 절단되고 앤빌은 패치를 절단하는 데 사용됩니다. 이를 통해 동일한 크기의 패치를 동일한 속도로 생산할 수 있습니다. 그런 다음 진공 흡입 컵이나 기계적 고정 장치를 사용하여 패치를 백 안으로 옮깁니다. 패치는 핸들 부착 지점 바로 위에 배치됩니다.
제조 엔지니어 협회에서는 기계 공정의 서보{0}구동 재료 공급 시스템에 관한 논문을 작성했습니다. 그들은 재료 네트워크의 실시간 장력 제어를 위해 서보 피더를 사용할 때{2}}분당 200랩 속도로 ± 0.5mm의 정렬 정확도를 달성할 수 있음을 보여줍니다. 이 정확도 수준은 패치 배치의 핵심입니다. 패치는 우수한 보강을 제공하기 위해 핸들 부착 영역을 완전히 덮어야 합니다.
접착 작업: 접착제, 열 밀봉 또는 초음파 용접
가방의 손잡이와 패치가 제 위치에 있으면 고정해야 합니다. 토트백 제조기에는 일반적으로 사용되는 세 가지 접착 방법이 있습니다. 포장 재료에 따라 필요한 접착 강도, 생산 속도 및 기타 요소를 선택하십시오.
핫멜트를 적용하는 것이 가장 유연한 방법입니다. 종이, 부직포 및 일부 비닐봉지에 손잡이와 패치를 붙이는 데 적합합니다.- 가열된 접착제 탱크는 프로그래밍 가능한 노즐을 통해 용융된 접착제를 펌핑합니다. 이 노즐은 가방이나 핸들 라벨에 접착제 패턴을 적용합니다. 노즐 패턴-보통 직사각형, 이중-와이어 또는 점선-은 기계가 순환할 때 열리고 닫히는 솔레노이드 밸브에 의해 제어됩니다. 접착제의 온도와 양이 적절해야 합니다. 접착제가 너무 적거나 너무 약하면 무게로 인해 부서질 수 있습니다. 접착제가 너무 많으면 기계와 천 가방 표면이 얼룩지는 돌출이 발생할 수 있습니다.
가방과 손잡이가 동일한 유형의 열가소성 필름인 경우 열 밀봉 장치를 사용하십시오. 씰을 가열하고 핸들을 가방에 누르십시오. 이는 플라스틱 접촉점을 녹여 용접을 형성합니다. 밀봉 설정-온도, 압력 및 시간-은 특정 필름에 대해 설정되어야 합니다. ASTM F88은 유연한 재료의 밀봉 강도를 측정하기 위한 표준 테스트 방법을 제공합니다. 기계 제조업체는 이러한 테스트를 사용하여 기계 컨트롤러의 씰 설정을 확인합니다.
초음파 용접은 비교적 새로운 배깅 방법으로 특히 부직포 백에 적합합니다. 초음파 스피커는 20~40kHz에서 진동합니다. 이로 인해 핸들 태그와 가방 사이의 접촉 지점에 마찰열이 발생합니다. 추가 열이나 접착제 없이 국부 가열로 용접할 수 있습니다. 초음파 용접은 청결하고 맛이 없으며 주변 재료에 열 손상이 없다는 장점이 있습니다. 이는 식품-등급 봉지 사용에 중요합니다. NIST는 열가소성 부직포 재료의 초음파 용접 매개변수 설정에 관한 연구를 발표했습니다. 그들은 용접 강도가 진동 진폭 및 클램핑 압력과 밀접한 관련이 있음을 발견했습니다. 최상의 설정은 폴리머 유형에 따라 크게 달라질 수 있습니다.
동기화: 제어 아키텍처
자동 핸들 삽입 및 패치 처리의 주요 과제는 타이밍입니다. 가방, 손잡이 재료, 패치 재료 및 접합 메커니즘은 모두 동시에 동일한 위치에 있어야 하며 타이밍 실수가 용납되지 않고 사이클마다 고속 사이클로 움직여야 합니다. 이 타이밍은 계층화된 제어 설정을 통해 수행됩니다.
상단에는 프로그래밍 가능 논리 컨트롤러(PLC) 또는 모션 컨트롤러가 기계의 기본 시계 역할을 합니다. 컨트롤러는 기계의 루프 각도를 결정하기 위해-보통 메인 드라이브 라인 샤프트에 있는 인코더나 가상 전자 스풀을 통해 메인 위치에 신호를 보냅니다.- 기계의 모든 서보 모터는 이 기본 위치를 따르고 기본 위치에 따라 동작을 계산합니다. 호스트 위치가 백이 핸들 위치에 도달했음을 나타내면 서보에 공급되는 핸들이 가속되어 핸들을 생성하고, 패치가 절단되고 서보가 전송되어 패치가 생성되고, 본딩 시스템이 모두 밀리초 내에 열립니다.-
IEEE Industrial Electronics Society는 변환 기계의 전자 라인 샤프트 기술 발전에 관한 기사를 작성했습니다. 그들은 현대의 분산 서보 시스템이 마스터 샤프트 회전 ±0.1도 이내로 물체의 시간을 제어할 수 있다고 지적합니다. 이는 일반 기계 속도에서 -밀리초 미만의 타이밍과 동일합니다. 이러한 정밀도 덕분에 높은 출력 속도로 완전 자동 핸들을 삽입할 수 있습니다. 캠, 기어 및 타이밍 벨트를 사용하는 오래된 기계 시스템은 많은 기계 부품과 변경의 여지가 거의 없는 경우에만 이를 수행할 수 있습니다.
센서 피드백 및 품질 보증
혼자만의 시간으로는 충분하지 않습니다. 또한 기계는 각 단계가 올바른지 확인하고 그렇지 않은 경우에는 처리를 거부하거나 패치를 적용해야 합니다. 각 스테이션에는 실시간 피드백을 위한 센서 세트가 있습니다.-
광전 센서가 접이식 테이블에 들어가면 손잡이 재질이 있는지, 올바른 위치에 있는지 확인합니다. 센서에 핸들 스트립이 없거나 정렬되지 않은 것으로 표시되면 컨트롤러는 오작동을 유발하고 불량 가방이 형성되기 전에 기계를 멈출 수 있습니다. 시각 시스템-이미지 분석 소프트웨어가 포함된 소형 카메라-는 패치 배치와 모양 접착 패턴을 확인하는 데 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 시각 시스템은 각 가방이 검문소를 통과할 때 사진을 찍어 참조 이미지와 비교합니다. 너무 많이 변하는 백은 나중에 션트를 제거하도록 표시되어 있습니다.
FDA의 HACCP 프레임워크는 원래 식품 안전을 위해 설계되었지만 기계 제조업체에서는 결함 방지를 위한 모델로 사용되었습니다. 핸들 삽입 및 게시 단계를 주요 제어 지점으로 삽입하고 각 단계에 자동 감지를 추가함으로써 제조업체는 가방 제조업체가 설정된 프로세스 설정까지 추적할 수 있는 안정적이고 결함 없는 출력을 제공한다는 것을 입증할 수 있습니다.
패치 처리 변형: 강화 패치 및 창 패치
토트백 제조업체의 패치 처리는 동일한 기계 부품을 사용하지만 방식이 다른 두 가지 방식으로 진행됩니다. 앞서 언급했듯이 보강 패치는 하중을 분산시키기 위해 핸들 부착 지점에 위치합니다. 윈도우 패치-투명한 윈도우를 만들기 위해 가방의 구멍 위에 배치된 투명 필름의 직사각형-은 다양한 위치 설정이 필요하지만 동일한 패치 공급, 절단 및 접착 시스템을 사용합니다.
동일한 기계에서 두 가지 유형의 패치를 모두 처리할 수 있다는 것은 유연한 휴대용 가방 제조기의 설계 특징입니다. 패치 재료 롤은 불투명 강화재에서 투명 윈도우 필름으로 변경할 수 있습니다. 절단 금형은 서로 바꿔서 다양한 크기의 패치를 만들 수도 있습니다. 새 패치 및 결합 설정의 크기와 일치하도록 컨트롤이 업데이트됩니다. 이러한 유연성을 통해 하나의 기계는 기계적 변경 없이 다양한 가방 가방 스타일(강화 패치가 있는{4}}링-모양의 가방, 창 패치가 있는 다이{6}}컷 가방 또는 패치가 없는 가방-만 생산)을 생산할 수 있습니다.
미시간 주립 대학의 포장 기계 연구소(Packaging Machinery Institute)의 연구에서는 다기능 포장업자가 작업에서 작업으로 얼마나 빠르게 이동하는지 조사했습니다. 그들은 서보-구동 프로그래밍 가능 패치 처리 시스템을 갖춘 기계가 기계적으로 조절되는 시스템에 비해 전환 시간을 60~75% 감소시키는 것으로 나타났습니다. 이러한 전환 시간의 감소는 기계 사용을 직접적으로 향상시키고 제품 실행 간 전환 시 낭비를 줄입니다.
속도, 유지 관리 및 자동화의 한계
자동 핸들 삽입 기능이 있는 백 캐리어의 최대 속도는 어느 하나의 구성 요소에 의해 설정되지 않습니다. 이는 사이클의 모든 단계에서 허용되는 총 시간에 의해 결정됩니다. 분당 150개의 백을 처리하는 기계는 400밀리초마다 전체 사이클을 완료합니다. 이 기간 동안 가방은 제자리에 있어야 하고, 손잡이는 자르고 접어야 하며, 패치는 자르고 이동해야 하고, 접착제를 바르고, 접착 시스템을 누르고 풀어야 하며, 완성된 가방은 수거 구역으로 보내야 합니다. 각 단계는 400-밀리초 예산의 일부를 사용합니다. 나머지 시간-한 단계의 끝과 다음 단계의 시작 사이의 시간은 작은 변화를 흡수하는 타이밍 쿠션입니다.
속도가 증가함에 따라 타이밍 쿠션은 점점 작아집니다. 분당 200개의 백에서 주기 시간은 300밀리초로 떨어집니다. 개스킷은 재료 공급, 접착제 건조 또는 센서 반응의 일반적인 변화를 처리하기에 충분하지 않을 수 있습니다. 기계는 재료 품질, 실내 온도 및 기계 마모에 더 민감합니다. 유지 관리 요구가 더 자주 발생하고 무작위 결함이 발생할 가능성이 더 높습니다.
IEEE에서 작성된 OMAC 포장 기계 표준은 기계 상태 제어 및 결함 찾기를 위한 시스템을 제공합니다. 이를 통해 운영자는 타이밍 문제를 신속하게 식별하고 해결할 수 있습니다. OMAC 표준을 따르는 시스템은 각 사이트의 타이밍 측정값과 시간에 따라 변경되는 로그를 포함하여 자세한 진단 데이터-를 표시합니다. 이를 통해 조기 유지 관리 및 프로세스 미세 조정이 가능합니다.
결론
토트백 제조업체는 서보 서보{0}}구동 재료 공급 정밀 절단 및 접기 시스템을 채택하고 프로그래밍 가능한 접합 장치 계층화 타이밍 타이밍 제어 센서 품질 품질 검사를 통해 자동 핸들 삽입 및 패치 처리를 실현합니다. 기계는 1분에 수백 번 반복되는 긴밀하고 시간 제한이 있는 루프를 통해 여러 가지 재료 네트워크-가방, 핸들 바, 패치 및 접착제-를 이동합니다. 기계식 캠 드라이브 시스템에서 서보-제어식 프로그래밍 가능 설정으로 전환하면서 이러한 기계는 일회용 도구에서 전환 시간이 거의 없이 다양한 가방 스타일을 처리할 수 있는 유연한 생산 플랫폼으로 변모했습니다. 다음 단계는 기계적이지 않습니다. 이는 시간을 단축하고 유지 관리가 필요한 시기를 예측하며 주요 변경 사항이 발생할 때 조정하는 소프트웨어 스마트에 관한 것입니다. 제어 시스템과 센서 기술의 발전으로 다음 단계는 앞으로 나아가는 것입니다.
참고자료
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