但在市場競爭十分激烈的今天,傳統的適用于大批量生產的高速生產線已經不能完,全滿足企業的需求,企業必須尋找新的生產枝術以適應產品多品種、中小批量的市場變化。
這一問題已在飲料行業和日化行業突現出來,因此液體包裝設備的多功能性設計應運而生。
適用多種瓶型的灌裝機
液體包裝由于灌裝物料的不同,容器的規格、形狀各異,封口方式多樣化,基本上屬于機械。經過近二十多年對包裝技術的引進、消化、吸收和創新,包裝機械已經達到模塊化的設計,裝備的通用化部件和標準化部件不斷增加,高度的專業化生產,使裝備的系列化開發得以實現,滿足用戶需求、縮短設備供貨期、提高設備運行的可靠性都極為有利。這種技術趨勢為設備的多功能性和數控快速轉換提供了基礎。
生產線的數控快速轉換
行業一致、普遍適用的包裝設備設計平臺,在滿足zui基本的實際需求之后,享有標準化自動控制的特殊設計能使客戶受益于與其特殊應用要求相結合的解決方案,形成了設備能夠進行數控快速轉換的設計理念,進而實現設備的多功能性。
一條用于飲料、乳品、藥劑、日化產品的完整包裝線大體應包括拆垛、理瓶、輸送、洗瓶、灌裝、封口、貼標、裝箱、輸箱、碼垛等若干工序,以及生產線中各工序間的檢測環節。
但是包裝容器和產品在一條包裝生產線上進行經常的轉換,為設備調整和設備的可靠運行帶來了一定的困難。具備快速轉換功能的生產線可以認為是為用戶包裝需求量身訂做的設備,它可以在短時間實現包裝物料的更換、瓶型的更換、商標的更換、紙箱的更換和貨盤的更換。
理想的數控快速轉換,已經能夠實現把若干種包裝方式,涉及包裝的產品、瓶型、充填量、包裝能力的所有參數輸入PLC(可編程控制器)的CPU中,除必須更換的部件外,其余都靠調整實現。生產線的PLC設計有生產線的更換程序,所有程序的調整由預先設置完成不需要任何控制線路的改變。
在完成設備的調整時,在人機對話顯示的觸摸屏上根據需要灌裝的新容器的尺寸和形狀創建參數,選擇所需要的某種設置,隨后確認即可。同時PLC的所有參數都具有修改和添加的可能性。這種轉換的調整應該是不連續的調整。
另外,必須變更件的數量愈少愈好,變更件利用定位銷、夾具、刻度尺或數字顯示器定位安裝且不需要調整。為了簡化這些調整,可調換的部件以特定容器的規格進行統一編號,這些編號將存儲在PLC中。為了讓工作程序簡單、無誤,每種瓶型的所有變更件都是按相同的顏色編好順序。在生產線執行產品、瓶型、商標、紙箱、貨盤的更換時,PLC的變更程序一般能夠提示需要更換變更件的部位、數量和安裝方法。
快速轉換生產線除了一次性投資費用較高外,其它各項指標均優于常規的單一高速生產方案。也正是由于設備投資成本加大,制約了設備制造商對快速轉換生產線的研究開發,其主要原因還是考慮市場的容量和用戶投資的經濟性。
(待續)
具備快速轉換功能設備的經濟性
自動控制理論的發展和計算機的廣泛使用為新的技術解決方案的產生奠定了基礎。具有快速轉換功能的數控多功能液體包裝生產線,設備利用率高,生產具有柔性,由于它在解決多品種、中小批量生產上比傳統的技術有明顯的經濟效益,因此隨著市場競爭的加劇,無論發達國家還是發展中國家都越來越重視設備柔性技術的開發。
具備數控快速轉換的多功能性設計更容易在小型包裝生產線上實現。有報道顯示,國外包裝機械更換瓶型的快速轉換設備zui早出現在化妝品和藥品包裝領域。化妝品包裝更新換代快的市場需求觸發了多功能包裝機的開發。快速轉換的表現形式基本有兩種:一是,一些部件無需使用工具實現快速換裝,比如灌裝機的星輪、導板或灌裝閥;二是,如灌裝缸的升降、貼標機、裝箱機和碼垛機由PLC控制若干伺服電機調整到需要的位置。
但是大型生產線的多功能性有時可能并不具有經濟性。以產品品種更換為例,灌裝含氣飲料的灌裝閥較灌裝不含氣飲料的灌裝閥復雜,設備造價高。因此,一個企業若以生產含氣飲料為主,偶爾生產一點不含氣飲料,可以采購一臺含氣飲料灌裝機灌裝兩種產品;反之,若以生產不含氣飲料為主,偶爾生產一點含氣飲料,可能采購一臺不含氣飲料灌裝機的同時另行配置一臺小型的含氣飲料灌裝機更顯得經濟。
以產品瓶型更換為例。藥品或化妝品瓶型的外形尺寸變化比較小,容易實現比較經濟性的快速轉換(如果瓶型的外形尺寸變化較大,則需另有考慮)。比如一臺液體灌裝機要使用300ml和2000ml兩種瓶型,一般小規格瓶型灌裝速度快、瓶間距小、設備轉速高;大規格瓶型灌裝速度慢、瓶間距大、設備轉速低,這就要求設備的轉速要按照小瓶型設計,設備的瓶間距(通常解釋為設備的模數)要按照大瓶型設計,但這樣一來設備的經濟性就要大打折扣了。
對于貼標、裝箱、碼垛設備,包裝的轉換主要靠調整實現,一個新定位尺寸的實現由伺服電機執行,其準確性不容置疑。但位置實現后,定位的穩定性和可靠性取決于定位器的剛性,所以對于發展中國家或發展中企業,在目前人力成本還比較低的情況下,有時更喜歡使用機械調整和機械更換,因為雖然許多更換件的拆卸、安裝、調整會耗費較多的時間,但較之數控快速轉換設備可以降低投資。
具備快速轉換功能的多功能包裝設備已經成為包裝技術發展的趨勢之一。在國外設備大量涌進之前,國內的設備制造商應加快這方面技術的研究。需要注意的是,在開發此類產品時,生產線更要具備監測、運行和故障診斷的顯示系統。只有將生產線的運行的設計得更,才能使整條生產線的各種設備運轉始終處于動態平衡之中,確保設備的效率和可靠性。
具備快速轉換功能設備的經濟性
自動控制理論的發展和計算機的廣泛使用為新的技術解決方案的產生奠定了基礎。具有快速轉換功能的數控多功能液體包裝生產線,設備利用率高,生產具有柔性,由于它在解決多品種、中小批量生產上比傳統的技術有明顯的經濟效益,因此隨著市場競爭的加劇,無論發達國家還是發展中國家都越來越重視設備柔性技術的開發。
具備數控快速轉換的多功能性設計更容易在小型包裝生產線上實現。有報道顯示,國外包裝機械更換瓶型的快速轉換設備zui早出現在化妝品和藥品包裝領域。化妝品包裝更新換代快的市場需求觸發了多功能包裝機的開發。快速轉換的表現形式基本有兩種:一是,一些部件無需使用工具實現快速換裝,比如灌裝機的星輪、導板或灌裝閥;二是,如灌裝缸的升降、貼標機、裝箱機和碼垛機由PLC控制若干伺服電機調整到需要的位置。
但是大型生產線的多功能性有時可能并不具有經濟性。以產品品種更換為例,灌裝含氣飲料的灌裝閥較灌裝不含氣飲料的灌裝閥復雜,設備造價高。因此,一個企業若以生產含氣飲料為主,偶爾生產一點不含氣飲料,可以采購一臺含氣飲料灌裝機灌裝兩種產品;反之,若以生產不含氣飲料為主,偶爾生產一點含氣飲料,可能采購一臺不含氣飲料灌裝機的同時另行配置一臺小型的含氣飲料灌裝機更顯得經濟。
以產品瓶型更換為例。藥品或化妝品瓶型的外形尺寸變化比較小,容易實現比較經濟性的快速轉換(如果瓶型的外形尺寸變化較大,則需另有考慮)。比如一臺液體灌裝機要使用300ml和2000ml兩種瓶型,一般小規格瓶型灌裝速度快、瓶間距小、設備轉速高;大規格瓶型灌裝速度慢、瓶間距大、設備轉速低,這就要求設備的轉速要按照小瓶型設計,設備的瓶間距(通常解釋為設備的模數)要按照大瓶型設計,但這樣一來設備的經濟性就要大打折扣了。
對于貼標、裝箱、碼垛設備,包裝的轉換主要靠調整實現,一個新定位尺寸的實現由伺服電機執行,其準確性不容置疑。但位置實現后,定位的穩定性和可靠性取決于定位器的剛性,所以對于發展中國家或發展中企業,在目前人力成本還比較低的情況下,有時更喜歡使用機械調整和機械更換,因為雖然許多更換件的拆卸、安裝、調整會耗費較多的時間,但較之數控快速轉換設備可以降低投資。
具備快速轉換功能的多功能包裝設備已經成為包裝技術發展的趨勢之一。在國外設備大量涌進之前,國內的設備制造商應加快這方面技術的研究。需要注意的是,在開發此類產品時,生產線更要具備監測、運行和故障診斷的顯示系統。只有將生產線的運行的設計得更,才能使整條生產線的各種設備運轉始終處于動態平衡之中,確保設備的效率和可靠性。
免責聲明