Революция в обработке рулонов:усовершенствованная автоматизация для предприятий по производству гибкой пленки

В мире гибкой упаковки многие переработчики пленки вложили значительные средства в экструзионные линии и системы продольной резки, чтобы повысить производительность и стабильность продукции. Тем не менее, остается постоянное узкое место:работа с огромными, громоздкими рулонами пленки, которые перемещаются между этапами производства. Эти рулоны сильно различаются по размеру и формату, и автоматизация их обработки представляет собой как техническую задачу, так и стратегическую возможность.

Когда люди в индустрии пластмасс слышат слово «автоматизация», они часто думают о роботах, выгружающих детали из машин для литья под давлением. При обработке пленки автоматизация принимает другую форму; это может включать в себя транспортировку 300-фунтового рулона от продольной резки на склад или безопасную подготовку нескольких готовых рулонов для проверки, упаковки или отправки. На многих предприятиях эти задачи остаются трудоемкими, и возможности повышения эффективности, безопасности и прозрачности данных значительны.

Рекомендуемый контент

Внутри рабочего процесса продольно-перемоточной резки

На типичном предприятии по переработке гибкой пленки большие рулоны (иногда называемые гигантскими рулонами) являются результатом предварительного процесса, такого как экструзия, печать или ламинирование. Эти большие рулоны загружаются в продольно-резательную машину, которая разрезает их на более узкие и короткие отрезки, подходящие для окончательной упаковки. Затем перемотчик создает несколько рулонов, пригодных для продажи, из исходного рулона большого размера.

Готовые рулоны гибкой упаковки сильно различаются по размерам, что требует адаптируемой автоматизации для безопасной транспортировки. Источник (все):Прикладные производственные технологии

Автоматизация может существенно повлиять на обработку готовых рулонов, вес которых может варьироваться от 10 до 300 фунтов. Их внешние диаметры, ширина и размеры сердцевины могут существенно различаться. Некоторые могут даже быть без ядра. Машина для продольной резки может производить один рулон или 20 одновременно, и для поддержания эффективности линии эти рулоны необходимо быстро очищать, чтобы освободить место для следующего цикла. Задержки здесь могут сократить время безотказной работы дорогих высокоскоростных резаков.

Сложность обращения с рулонами пленки

Гибкие операции по производству пленки требуют систем автоматизации, которые могут управлять широким спектром конфигураций продукции. Одна машина может быть задействована для обработки широкого спектра артикулов, размеров рулонов и форматов упаковки. Разработка автоматизации для поддержки этой изменчивости является сложной инженерной задачей. Легкими рулонами часто можно управлять с помощью компактных роботизированных систем, в то время как более тяжелые рулоны, иногда превышающие несколько сотен фунтов, могут потребовать использования порталов, подъемников или специальных погрузочно-разгрузочных решений с совершенно разными механическими и пространственными требованиями. Эти различия влияют на все:от грузоподъемности и скорости до охвата, занимаемой площади и стратегии интеграции.

В то же время автоматизация не устраняет необходимость взаимодействия человека. Операторы по-прежнему должны участвовать в устранении дефектов материала, выполнении работ по техническому обслуживанию или проверке качества. Системы должны быть спроектированы с учетом безопасного и эффективного ручного доступа. Например, подвешивание верхнего рулона с помощью портала может повысить пропускную способность, но создает новые риски, если операторам приходится вмешиваться в середине процесса. Выбранный тип автоматизации должен соответствовать не только вариативности продукта, но и тому, какой уровень человеческого контроля все еще требует этого процесса.

Возможности в сфере транспорта и трансфера

Перемещение больших рулонов к продольно-резательной машине остается одним из наиболее трудоемких этапов обработки рулонов из-за их размера, веса и неудобной геометрии. Операторы традиционно использовали тележки, подъемники или вспомогательные подъемные устройства — инструменты, которые часто работают медленно и требуют эргономики. Новые решения, такие как автономные мобильные роботы (AMR), начинают упрощать этот процесс и снижать нагрузку на операторов.

В отличие от традиционных транспортных средств с автоматическим управлением (AGV), AMR могут корректировать маршруты в реальном времени, перемещаться в сложных условиях и избегать препятствий — возможность, известная как динамическое планирование движения. Это делает их особенно ценными в производственных помещениях с интенсивным пешеходным движением или узкими проходами. Благодаря AMR переработчики пленки могут уменьшить зависимость от тележек и подъемников, одновременно повышая производительность и безопасность работников.

Роботизированная система манипулирования рулонами поднимает и позиционирует готовый рулон пленки с помощью инструмента с сердечником и на конце рычага, что сокращает необходимость ручной обработки и повышает повторяемость при последующей обработке.

Последующая интеграция и проверка

Помимо продольной резки, автоматизация также может поддерживать этапы, необходимые для подготовки рулонов к отправке или последующей обработке, включая маркировку, укладку на поддоны, стрейч-обертку и упаковку, каждый из которых предоставляет возможность комплексной автоматизации.

Проверка также может быть автоматизирована с использованием систем технического зрения или датчиков для проверки правильности намотки, размещения этикетки или целостности поверхности в режиме реального времени. Включение этих проверок в рабочий процесс снижает необходимость ручной проверки и помогает обеспечить более стабильное качество продукта.

Проектирование с учетом гибкости и институциональных знаний

Успешный проект автоматизации требует практических знаний повседневных операций на заводе. Операторы часто разрабатывают неформальные процедуры или корректировки, которые не отражены в технологической документации, но играют решающую роль в обеспечении бесперебойной работы производства.

Регистрация этих недокументированных практик на этапе обнаружения системы гарантирует, что системы автоматизации смогут либо воспроизвести их, либо безопасно устранить необходимость. Например, такая простая вещь, как наклеивание дополнительной ленты для фиксации рулона, может показаться несущественной, но она может оказаться необходимой для защиты продукта во время транспортировки. Привлечение персонала на этапе проектирования помогает выявить эти эксплуатационные детали и избежать дорогостоящих упущений после запуска системы.

Промышленный робот, интегрированный с приспособлением для перемещения рулонов, демонстрирует автоматическую передачу рулонов из бобинорезательного станка на соседние процессы, обеспечивая более высокую производительность и минимизируя нагрузку на оператора.

Взгляд в будущее:куда движется автоматизация

Технология продольной резки развивается, особенно в области перемотки. Например, револьверные перемоточные машины позволяют машинам продолжать работу, в то время как готовые рулоны автоматически заменяются, чтобы минимизировать время простоя. Это увеличивает пропускную способность, но также предъявляет новые требования к последующей автоматизации, которая должна идти в ногу со временем, быстро очищая готовые рулоны и без задержек готовясь к следующему циклу.

Чтобы соответствовать этим улучшениям производительности, обработка рулонов также должна развиваться, причем не только для транспортировки продукции, но и для размещения рулонов, ориентации, проверки и подготовки к отправке или дальнейшей обработке. Автоматизация, поддерживающая весь этот объем (вариативность рулонов, необходимость резервного копирования вручную и интеграция с существующими рабочими процессами), может помочь обработчикам сократить количество ручного вмешательства, свести к минимуму ошибки и повысить согласованность в широком диапазоне SKU и форматов рулонов.

По мере того, как системы автоматизации становятся более функциональными, объединяя усовершенствованное управление движением, безопасность и встроенный контроль, обработка рулонов становится все более совместимой с автоматизацией. Обработчики пленки, которые активно модернизируют эти системы, могут превратить традиционное узкое место в высокоэффективный процесс. Сотрудничество с системным интегратором, имеющим опыт автоматизации рулонной печати, может помочь производителям пленки модернизировать операции, обеспечивая при этом совместимость как с устаревшим оборудованием, так и с меняющимися производственными требованиями.

ОБ АВТОРЕ:Келли Чалмерс является старшим менеджером программ в компании Applied Manufacturing Technologies (Орион, Мичиган), где она более двух десятилетий специализируется на гибкой автоматизации и системах обработки рулонов. Имея опыт инженерного проектирования, моделирования и системной интеграции, она руководила сложными проектами по автоматизации в различных производственных средах. Чалмерс имеет степень B.S.E. Получил степень бакалавра промышленного и производственного инжиниринга в Мичиганском университете и степень магистра делового администрирования в Университете Кеттеринга.  Контакт:248-409-2000; kchalmers@appliedmfg.com; applymfg.com.