Tá sraith céimeanna i gceist le málaí tote a dhéanamh-cibé acu páipéar, plaisteach nó fabraic neamhfhite-: gearradh, séalaithe, fillte agus críochnú. Tiontaíonn na céimeanna seo amhábhair rollta go leanúnach isteach i mála críochnaithe le haghaidh úsáide miondíola nó monarcha. Láimhseálann a chur leis agus paistí a shuiteáil an tasc meicniúil is deacra sna céimeanna seo. Caithfidh an déantóir mála tote gréasán de roinnt ábhar a bhogadh ag an am céanna, gliú nó rónta teasa a chur i bhfeidhm le cruinneas mór, agus luas níos mó ná 150 mála in aghaidh an nóiméid a chothabháil. Chun tuiscint a fháil ar an gcaoi a láimhseálann na meaisíní seo cur isteach agus paistí go huathoibríoch, ní mór dúinn breathnú ar chodanna meicniúla, córais braiteora, agus socruithe rialaithe a oibríonn le chéile.
An Bunlíne: Foirmiú Coirp Mála
Ní mór málaí a dhéanamh sula gcuirtear láimhseálacha nó paistí leis. I déantóir mála plaisteach caighdeánach, titeann an scannán as rolla mór, fillte i gcruth feadán agus rónta ag bun an leathanaigh. Déanann an lann gearrtha an píopa a ghearradh isteach i bpócaí ar leith ag fad cuí. Téann gach mála ar aghaidh ansin ar an crios iompair nó ar an gcóras slabhra, réidh don chéad chéim eile.
Tá ailíniú an mhála nuair a shroicheann sé an láimhseáil nó an stáisiún deisiúcháin ríthábhachtach do gach obair ina dhiaidh sin. Má thiteann an mála 2mm nó 3mm, leanfar den láimhseáil nó den phaisteáil ag dul go mícheart, rud a fhágann go mbeidh droch-mhála ann. Baintear ailíniú amach trí threoracha meicniúla, fóta-ghabhdóirí a léann an t-inphrionta ar na córais tarchurtha scannáin agus servo chun suíomh an mhála a choigeartú de réir mar a ghluaiseann sé. tá na riachtanais cruinnis seo clúdaithe ag ISO 21848. Socraíonn sé teorainneacha méide do mheaisíní pacáistithe solúbtha.
Ionsáigh Láimhseáil: Ullmhú agus Beathú Ábhar
Cuir tús le hanla uathoibríoch a chur isteach le soláthar ar leith ábhar: déantar rolla d’ábhar comhréidh-cosúil le téip pháipéir, ribín plaisteach nó stiallacha scannáin ghearrtha-mar hanla an mhála. Ní mór an t-ábhar láimhseála a bhearradh go fad áirithe, agus má tá gá le láimhseáil lúb, é a fhilleadh suas agus é a chur san áit cheart sa mhála sula ndéantar é a nascadh.
I déantóir mála le haghaidh mála ciorclach, gearrtar an stiall láimhseála ar dtús go fad atá oiriúnach do na cluaisíní ceangail lúb láimhseála. Ansin filltear an banna i gcruth U nó D ag baint úsáide as tábla fillte meicniúil le pláta treorach agus iarnród treorach. Caithfidh cruth na bhfillte a bheith mar an gcéanna gach uair. Athraíonn an t-athrú ar an huaire fad an láimhseála, rud a fhágann go bhfuil sé míchothrom. Tháinig córais fillte rialaithe Servo in ionad fillteáin mheicniúla cam-tiomáinte i meaisíní níos nuaí. Tá sé seo toisc go gceadaíonn an córas servo méideanna fillte a athrú go leictreonach gan gá páirteanna a athsholáthar.
Déanann atreisiú paistí-dronuilleog bheag ábhair a chur ar phointe ceangail an láimhseála chun an t-ualach a leathadh agus an hanla a chosc ó membrane an mhála a stróiceadh-nascann sé líonra ar leith d’ábhair paiste agus gearrtar ina phaistí aonair iad. De ghnáth baintear úsáid as dísle rothlach le paistí agus baintear úsáid as inneagán chun an paiste a ghearradh. Ligeann sé seo an paiste méid céanna a tháirgeadh ag an luas céanna. Ansin bogtar an paiste isteach sa mhála ag baint úsáide as cupáin shúchán folúis nó daingneán meicniúil. Cuireann siad seo an paiste díreach os cionn an phointe ceangail láimhseála.
Tá páipéar scríofa ag cumann na n-innealtóirí déantúsaíochta ar chórais chothaithe ábhar servo i bpróisis mheicniúla. Léiríonn siad gur féidir cruinneas ailínithe de ± 0.5 milliméadar a bhaint amach ag ráta 200 lap in aghaidh an nóiméid agus friothálacha servo á n-úsáid chun teannas fíor-ama a rialú ar an ngréasán ábhar. Tá an leibhéal cruinnis seo ríthábhachtach maidir le socrúchán paiste. Caithfidh an paiste limistéar ceangail an láimhseála a chlúdach go hiomlán chun atreisiú maith a sholáthar.
Nuair a bheidh an láimhseáil agus an paiste ar an mála i bhfeidhm, ní mór iad a dhaingniú. I meaisín déanta mála tote, tá trí chineál modhanna nascáil a úsáidtear go coitianta. De réir an ábhair phacáistithe, an neart banna riachtanach, luas táirgthe agus fachtóirí eile le roghnú.
Is é cur i bhfeidhm leá te an modh is solúbtha. Tá sé oiriúnach chun lámha agus paistí a ghreamú ar pháipéar, éadach neamhfhite agus roinnt málaí plaisteacha. Caidéil an umar gliú téite greamachán leáite trí nozzle ríomhchláraithe. Cuireann an nozzle seo patrún gliú ar an mála nó ar an lipéad láimhseála. Tá an patrún nozzle-dronuilleogach, dúbailte-sreangaithe nó poncaithe-de ghnáth á rialú ag comhla solanóideach, a osclaíonn agus a dhúnann de réir mar a théann an meaisín i gcúrsaíocht. Caithfidh an teocht agus an méid gliú a bheith oiriúnach. Is féidir le gliú ró-bheag, ró-lag, briseadh faoi mheáchan. D'fhéadfadh easbhrúiteáin a bheith mar thoradh ar iomarca gliú a dhéanann stains ar mheaisíní agus ar dhromchlaí málaí éadach.
Nuair a bhíonn an mála agus an láimhseáil den chineál céanna scannáin theirmeaplaisteacha, bain úsáid as séala teirmeach. Teas an séala agus brúigh an láimhseáil go dtí an mála. Leánn sé seo an pointe teagmhála plaisteach agus cruthaíonn sé táthú. Ní mór socruithe séala-teocht, brú agus am-a shocrú le haghaidh scannán ar leith. Soláthraíonn ASTM F88 modh tástála caighdeánach chun neart róin na n-ábhar solúbtha a thomhas. Úsáideann monaróirí meaisín na tástálacha seo chun socruithe róin i rialtóir an mheaisín a sheiceáil.
Is modh bagála réasúnta nua é táthú ultrasonaic, go háirithe oiriúnach do mhálaí neamhfhite. Creathadh cainteoirí ultrasonaic ag 20 go 40 kHz. Cruthaíonn sé seo teas cuimilte ag an bpointe teagmhála idir an chlib láimhseála agus an mála. Is féidir téamh áitiúil a tháthú gan teas nó gliú breise. Tá buntáistí ag baint le táthú ultrasonaic a bhaineann le glaineacht, gan blas agus gan aon damáiste teirmeach d'ábhair máguaird. Tá sé seo tábhachtach chun málaí de ghrád bia a úsáid. D'fhoilsigh NIST obair ar pharaiméadair táthú ultrasonaic a shocrú d'ábhair neamhfhite teirmeaplaisteacha. Chinn siad go raibh dlúthbhaint ag neart an táthú leis an aimplitiúid creathadh agus brú clampála. Is féidir na socruithe is fearr a athrú go forleathan ag brath ar an gcineál polaiméire.
Sioncrónú: An Ailtireacht Rialaithe
Is é an príomhdhúshlán a bhaineann le láimhseáil uathoibríoch a chur isteach agus próiseáil paiste ná uainiú. Caithfidh málaí, ábhair láimhseála, ábhair phaiste agus meicníocht nascáil a bheith sa suíomh céanna ag an am céanna, ag bogadh ar thimthriall ardluais tar éis an timthriall, gan aon seomra le haghaidh botúin ama. Déantar an t-am seo trí shocrú rialaithe sraitheach.
Ag an mbarr, feidhmíonn rialtóir loighic ríomhchláraithe (PLC) nó rialtóir tairiscint mar phríomhchlog an mheaisín. Comharthaíonn an rialtóir an príomhshuíomh-go hiondúil ó ionchódóir nó ó spól leictreonach fíorúil ar sheafta na príomhlíne tiomána-chun uillinn lúb an mheaisín a chinneadh. Leanann gach mótar servo sa mheaisín an príomhshuíomh seo agus ríomhann sé a ghluaisne de réir an phríomhshuímh. Nuair a thugann suíomh an óstaigh le fios go bhfuil suíomh an láimhseála sroichte ag an mála, luasghéaraíonn an hanla a bheathú isteach sa servo chun an láimhseáil a tháirgeadh, gearrann an paiste agus aistrítear servo chun an paiste a tháirgeadh, agus osclaíonn an córas nasctha-go léir ina milleasoicindí.
Tá alt scríofa ag Cumann Leictreonaic Tionscail IEEE ar éabhlóid na teicneolaíochta seafta líne leictreonach i meaisíní comhshó. Tugann siad le fios gur féidir le córais servo dáilte nua-aimseartha am réad a rialú go dtí laistigh de ±0.1 céim máistir-uainíochta seafta. Tá sé seo mar an gcéanna le huainiú fo-milleasoicindí ag gnáthluasanna an innill. Is é an leibhéal cruinnis seo a fhágann gur féidir láimhseáil go hiomlán uathoibríoch a chur isteach ag ráta aschuir ard. Ní fhéadfadh seanchórais mheicniúla a d’úsáid ceamaraí, giaranna agus criosanna ama é seo a dhéanamh ach le go leor páirteanna meicniúla agus gan mórán spáis le hathrú.
Aiseolas Braiteoir agus Dearbhú Cáilíochta
Ní leor am amháin. Ní mór do mheaisíní a sheiceáil freisin go bhfuil gach céim ceart agus diúltú málaí a phróiseáil nó a phaisteáil nach bhfuil. Tá sraith braiteoirí ag gach stáisiún le haghaidh aiseolas fíor-ama.
De réir mar a théann na braiteoirí Fótaileictreach isteach sa tábla fillte, seiceann sé an bhfuil an t-ábhar láimhseála ann agus san áit cheart. Má léiríonn an braiteoir go bhfuil an stiall láimhseála ar iarraidh nó nach bhfuil ailínithe, is féidir leis an rialtóir mífheidhmiú a spreagadh agus stop a chur leis an meaisín sula bhfoirmíonn droch-mhála. Úsáidtear córais amhairc-cheamaraí beaga le bogearraí anailíse íomhánna-chun socrúchán paistí agus an patrún gliú cruthanna a sheiceáil. Tógann an córas amhairc pictiúr de gach mála de réir mar a théann sé tríd an bpointe seiceála agus cuireann sé i gcomparáid é le híomhá thagartha. Déantar málaí a bhfuil an iomarca éagsúil orthu a mharcáil lena mbaintear shunt níos déanaí.
Cé go raibh creat HACCP an FDA deartha ar dtús do shábháilteacht bia, d'úsáid déantóirí meaisíní é mar mhúnla chun stop a chur le lochtanna. Trí chéimeanna ionsáite agus postála láimhseála a chur isteach mar phríomhphointí rialaithe, agus braite uathoibríoch a chur leis ag gach céim, is féidir le monaróirí a léiriú go soláthraíonn a gcuid déantúsóirí mála aschur cobhsaí gan locht is féidir a rianú siar go dtí socruithe próiseas socraithe.
Éagsúlachtaí Láimhseála Paiste: Paistí Neartaithe agus Paistí Fuinneog
Oibríonn próiseáil paiste i déantóir mála tote dhá bhealach difriúil, ag baint úsáide as na codanna meicniúla céanna ach ar bhealaí éagsúla. Mar a luadh níos luaithe, tá na paistí Neartaithe suite ag an bpointe ceangail láimhseála chun an t-ualach a scaipeadh. Paistí fuinneoige-tá dronuilleog de scannán trédhearcach a chuirtear thar pholl sa mhála chun fuinneog thrédhearcach a chruthú-gá socruithe éagsúla suite ach úsáideann sé na córais chothaithe, ghearrtha agus nascáil paiste céanna.
Is gné deartha de dhéantóir mála iniompartha solúbtha é a bheith in ann an dá chineál paistí a láimhseáil ar an meaisín céanna. Is féidir rolla ábhar paiste a athrú ó stoc athneartaithe teimhneach go scannán trédhearcach fuinneoige. Tá múnlaí gearrtha idirmhalartaithe freisin chun paistí de mhéideanna éagsúla a dhéanamh. Déantar na rialuithe a nuashonrú chun méid na socruithe paiste agus nascáil nua a mheaitseáil. Ligeann an tsolúbthacht seo do mheaisín amháin éagsúlacht de stíleanna mála málaí a tháirgeadh gan mórán athrú meicniúil a dhéanamh-mála fáinne-mála múnlaithe le paistí athneartaithe, mála dísle-gearrtha le paistí fuinneoige nó paiste-mála gan ach mála gan.
Bhreathnaigh an staidéar a rinne Institiúid Innealra Pacáistithe Ollscoil Stáit Michigan ar cé chomh tapa agus a aistríonn pacálaithe ilfheidhme ó phost go post. Fuair siad amach gur laghdaigh meaisíní le córais láimhseála paiste in-ríomhchláraithe faoi thiomáint servo, amanna aistrithe 60% go 75% i gcomparáid le córais rialaithe meicniúil. Feabhsaíonn an laghdú seo ar an am athraithe go díreach úsáid an innill agus laghdaítear dramhaíl le linn athrú idir ritheann táirgí.
Luas, Cothabháil, agus Teorainneacha an Uathoibrithe
Ní shocraíonn aon chomhpháirt amháin luas uasta iompróra mála le láimhseáil uathoibríoch. Déantar é a chinneadh ag an am iomlán a cheadaítear le gach céim sa timthriall. Ag 150 mála in aghaidh an nóiméid, críochnaíonn an meaisín timthriall iomlán gach 400 milleasoicind. Le linn an ama seo, ní mór an mála a bheith i bhfeidhm, ní mór an láimhseáil a ghearradh agus a fhilleadh, ní mór an paiste a ghearradh agus a bhogadh, ní mór gliú a chur i bhfeidhm, ní mór an córas nasctha a bhrú agus a scaoileadh, agus ní mór an mála críochnaithe a sheoladh chuig an limistéar bailiúcháin. Úsáideann gach céim cuid de bhuiséad 400-milleasoicindí. An chuid eile den am-an t-am idir deireadh céime amháin agus tús an chéad chéim eile-is mhaolú ama é chun athruithe beaga a ionsú.
De réir mar a mhéadaíonn an luas, éiríonn an mhaolú uainiúcháin níos lú agus níos lú. Ag 200 mála in aghaidh an nóiméid, titeann an t-am timthriall go 300 milleasoicind. B'fhéidir nach leor an gasket chun gnáth-athruithe a láimhseáil i mbeathú ábhair, triomú gliú, nó freagra braiteora. Tá meaisíní níos íogaire maidir le cáilíocht an ábhair, teocht an tseomra agus caitheamh meaisín. Bíonn riachtanais chothabhála níos minice agus is dóichí go mbeidh lochtanna randamacha ann.
Soláthraíonn caighdeáin innealra pacáistithe OMAC, a cruthaíodh faoi IEEE, córas chun stádas meaisín a rialú agus lochtanna a aimsiú. Cuidíonn sé seo le hoibreoirí fadhbanna ama a aithint agus a réiteach go tapa. Taispeánann meaisíní a leanann caighdeáin OMAC sonraí diagnóiseacha mionsonraithe --lena n-áirítear tomhais ama ag gach suíomh agus logaí a athraíonn le himeacht ama. Ligeann sé seo cothabháil luath agus mionchoigeartú próisis.
Conclúid
Glacann déantóir mála Tote servo servo-córas beachtas bheathú ábhar tiomáinte agus fillte, aonaid nascáil ríomhchláraithe in-ríomhchláraithe uainiú cisealaithe rialú cáilíochta braiteoir seiceálacha cáilíochta a bhaint amach cuir isteach láimh uathoibríoch agus próiseáil paiste. Bogann an meaisín go leor líonraí ábhar-málaí, láimhseáil barraí, paistí agus gliú-i lúb daingean, amaithe arís agus arís eile na céadta uair sa nóiméad. Mar gheall ar an aistriú ó chórais meicniúla cam-thiomáint go dtí socruithe servo in-ríomhchláraithe rialaithe, tá na meaisíní seo tar éis na meaisíní seo a athrú ó uirlisí aonúsáide go hardáin táirgthe sholúbtha ar féidir leo stíleanna éagsúla málaí a láimhseáil gan mórán ama a athrú. Níl an chéad chéim eile meicniúil. Baineann sé le smarts bogearraí, a fheabhsaíonn am, a thuar cathain ba chóir cothabháil a dhéanamh agus a choigeartú nuair a tharlaíonn athruithe móra. Le dul chun cinn i gcórais rialaithe agus i dteicneolaíocht braiteora, is é an chéad chéim eile ná dul ar aghaidh.
Tagairtí
- An Eagraíocht Idirnáisiúnta um Chaighdeánú.ISO 21848 - Pacáistiú - Mála Solúbtha Pacáistithe-Innealra a Dhéanamh - Lamháltais Toise. An Ghinéiv: ISO, 2019.
- Cumann na nInnealtóirí Déantúsaíochta. "Servo-Córais Chothaithe Ábhar Tiomáinte in Innealra a Thiontú: Cruinneas Clárúcháin agus Rialú Teannais."Iris Innealtóireacht Déantúsaíochta, imleabhar. 166, níl. 4, 2021.
- ASTM Idirnáisiúnta.ASTM F88 - Modh Tástála Caighdeánach le haghaidh Neart Séala Ábhair Bhacainn Sholúbtha. West Conshohocken: ASTM, 2021.
- An Institiúid Náisiúnta um Chaighdeáin agus Teicneolaíocht. "Ollmhéadú Paraiméadar Táthú Ultrasonach d'Ábhair Neamhfhite Teirmeaplaisteacha in Iarratais Pacáistithe."Nóta Teicniúil 2195 NIST, 2020.
- Cumann Leictreonaic Tionscail IEEE. "Teicneolaíocht Seafta Líne Leictreonach in Innealra a Thiontú: Beachtas Sioncrónaithe agus Ailtirí Servo Dáilte."Idirbhearta IEEE ar Leictreonaic Thionsclaíoch, imleabhar. 68, níl. 7, 2021.
- Institiúid Taighde Innealra Pacáistiú, Ollscoil Stáit Michigan. msgstr "Éifeachtúlacht Athraithe i-Mála Feidhme-Meaisíní Déantúsaíochta: Servo-Córais Mheicniúla Tiomanta vs.."Journal of Pacáistiú Teicneolaíochta agus Eolaíochta, imleabhar. 34, níl. 2, 2022.
- Grúpa Oibre Pacáistithe OMAC, Institiúid na nInnealtóirí Leictreonaic agus Leictreonaic.Treoirlínte Innealra Pacáistithe OMAC: Bainistíocht Stáit agus Diagnóisic. Piscataway: IEEE, 2020.
