Зайдите в любой бутик, продуктовый магазин или прачечную в отеле, и вы увидите, что вам вручена сумка для переноски с ручками одного из трех форматов: - вырубная-ручка для футболки-, накладная ручка с двумя сплавленными полосками или непрерывная петля, приклеенная к верху сумки. В каждом формате используется принципиально разный механизм крепления, и каждый механизм имеет свой уровень автоматизации станка. Современныймашина для изготовления сумок для переноскиобъединяет формирование корпуса пакета, подачу ручек, их крепление и укладку в единую синхронизированную производственную линию, заменяя многоэтапную ручную операцию. Понимание того, как работают эти машины - и где находится линия автоматизации по сравнению с ручным трудом -, охватывает некоторые наиболее распространенные вопросы специалистов по упаковке, оценивающих варианты поставки пакетов.
Категория сумок для переноски: три доминирующих типа ручек
Прежде чем приступить к работе с машинами, стоит определить три формата ручек, которые доминируют в производстве коммерческих сумок для переноски:
1. Футболка или сумка с вырезанной ручкой-.Два отверстия для ручек вырезаны непосредственно из пленки корпуса сумки. Никакой отдельный компонент ручки не прикрепляется - ручка представляет собой саму пленку пакета, сформированную вырезанным профилем. Этот формат был описан в статье о машине для производства пакетов-маек.
2. Сумка с накладными ручками.Две отдельные полоски пленки -, вырезанные из одинаковой или контрастной пленки -, термо-свариваются или привариваются ультразвуком- к передней стороне пакета в двух точках. Каждая полоска образует петлю для переноски между точками крепления. Накладные ручки являются доминирующим форматом для бутиков, розничной торговли и пакетов для еды на вынос.
3. Сумка с петлевой ручкой.Непрерывная пленочная петля -, вырезанная и запечатанная на заводе в овал или U-форму -, прикрепляется к обеим сторонам корпуса пакета у верхнего края. Петля полностью непрерывная, без шва в средней-петле. Сумки с петлевыми ручками широко распространены в отелях, спа-центрах и прачечных.
Логика автоматизации у каждого разная. В этой статье основное внимание уделяется прикреплению накладных ручек и прикреплению петлевых ручек, а также этапам формирования сумки, которые связаны с обоими.
Шаг 1 - Формирование корпуса сумки
Независимо от того, будет ли у готовой сумки накладная ручка или петлевая ручка, она начинается какплоская трубка из-плоской полиэтиленовой пленки- то же сырье, что и при производстве пакетов-маек. Трубка отрывается от мастер-ролика и проходит через машину по тракту пленки, состоящему из направляющих роликов, распорок и натяжных тарелок.
Корпус готовой сумки для переноски обычно шире, чем стандартная сумка для покупок в виде футболки, - для бутиков и розничных магазинов обычно имеет ширину 350–600 мм-в горизонтальном положении. Кроме того, пленка, как правило, толще - 20 – 40 микрон обычно используется для пакетов с накладными ручками, по сравнению с 12–18 микронами для легких бакалейных пакетов-майок. Дополнительная жесткость при больших размерах облегчает переноску сумки и делает ее более устойчивой к разрывам под нагрузкой.
Этапы изготовления корпуса сумки на машине для изготовления сумок для переноски:
Уложенная-плоская трубка термосваривается-в нижней части, чтобы закрыть один конец, - идентично процессу запечатывания дна пакета-майки: нагрев запечатывающей планки, контролируемая температура, контролируемая выдержка, контролируемое давление.
Запечатанное дно становится основанием со складками в пакетах со складками -, а машина для бокового запечатывания- работает с плоскими пакетами без-сочленений.
Пленка продвигается на заранее установленную-длину, которая соответствует желаемой высоте корпуса мешка.
Верхний разрез или линия перфорации отделяют готовые пакеты от непрерывного полотна.
Цикл повторяется: нижний шов → продвижение пленки → верхнее отделение.
Шаг 2 - Прикрепление патч-дескриптора: два основных метода
Крепление накладной ручки является более механизированным из двух типов ручек. Существует два доминирующих метода крепления, и выбор между ними напрямую влияет на конструкцию машины, скорость и типы пленки, которые можно использовать.
Метод A - Крепление ручки термосвариваемой накладки
При использовании метода термосварки предварительно-разрезанные полоски ручек загружаются наручка для кормления журналана машине - вертикальная или горизонтальная стопка полосок ручек, которые машина вытягивает по одной.
Последовательность действий при полностью автоматизированной термосваркемашина для изготовления сумок для переноски:
Полоса ручки выбранаиз магазина с помощью пневматического или сервопривода и подается в положение над корпусом сумки, совмещенное с обозначенными точками крепления ручки.
Корпус сумки расположенна станции запечатывания ручки по индексной длине пленки (тот же механизм продвижения пленки с сервоприводом, который используется для формирования корпуса пакета).
Полоска ручки опущенана лицевую сторону сумки в двух точках крепления.
Термосварочные стержни- по одному с каждой стороны лицевой стороны мешка в двух точках крепления - прижмите полоску ручки к пленке корпуса мешка для контролируемой задержки.
Уплотнение сформированочерез оба слоя ленты ручки и оба слоя пленки корпуса пакета (всего четыре слоя в каждой точке запечатывания).
Ручка подборщика убираетсяи машина переходит к следующему пакету.
Две уплотнительные планки расположены так, чтобы между ними был одинаковый зазор -, этот зазор является отверстием для петли для переноски. Расстояние между двумя запечатывающими планками определяет ширину отверстия петли и регулируется в зависимости от спецификации пакета. Стандартная ширина проема составляет 50–120 мм.
Критические параметры качества для крепления термосвариваемой заплаты:
Температура уплотнения должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечить сплавление всех четырех слоев без прогорания.
Давление уплотнения должно быть равномерным по всей поверхности уплотнения - неравномерное давление создает зоны отслаивания
Пленка для ручек должна быть из того же или совместимого материала, что и пленка для корпуса сумки (уплотнения из ПЭНП-с-ПЭНП или ЛПЭНП-с-ЛПЭНП работают; связи ПЭНП-с-ПЭВП слабее).
Полоска ручки должна быть плоской, когда она соприкасается с корпусом пакета - любой предварительный-сгиб или скручивание полосы создает зазор в одной из точек запечатывания.
Метод Б. - Крепление ручки ультразвуковой накладки
Ультразвуковая насадка для рукоятки используетвысокочастотная-механическая вибрация(обычно 20–35 кГц), а не применять тепло для приваривания ленты ручки к корпусу сумки. Сонотрод (ультразвуковой рупор), прижатый к верхнему слою ленты ручки в каждой точке крепления, генерирует локализованное тепло трения на границе раздела пленки, плавя полимер в зоне соединения без значительного повышения общей температуры компонента.
Последовательность механически аналогична термосварке:
Сборщик ручек подносит полосу к лицевой стороне пакета.
Сумка индексируется в положение
Сонотрод нажимается и активируется на 0,1–0,4 секунды.
Формы облигаций; сонотрод втягивается
Машинное продвижение
Почему конвертеры выбирают ультразвуковую сварку вместо термосварки:
Отсутствие подогрева инструментов означает отсутствие-времени прогрева и температурного дрейфа.
Зона связи локализована и работает быстро, что сокращает время цикла при выполнении коротких-заданий.
Ультразвук обеспечивает более чистое соединение тонких-полосок ручки (15–20 микрон), которые могут прогореть-на стержне термосварки.
Лучшая совместимость сбиоразлагаемые пленки- PLA и PBAT более надежно реагируют на ультразвуковую энергию, чем на проводящие термосвариваемые стержни, поскольку ультразвуковое соединение не требует поддержания точной внешней температуры на границе раздела пленок.
Компромисс-против:Ультразвуковые системы требуют более высокой стоимости оснастки (сонотрод — это прецизионный-изготовленный компонент с ограниченным сроком службы) и генерируют больше шума (обычно 70–85 дБ в рупоре). Они также требуют более частого обслуживания геометрии наконечника рупора.
Шаг 3 - Прикрепление петлевой ручки: предварительно-выполненная петлевая подача
В сумках с петлевыми ручками используется другой подход к автоматизации. Вместо того, чтобы подавать плоскую полосу и запечатывать ее в двух местах, машина для изготовления пакетов для переноски подаетпредварительно-готовая ручка с непрерывной петлей- разрезается и запечатывается на этапе изготовления петлевой ручки - и приваривается к корпусу сумки в двух точках с каждой стороны от верхнего края.
Сама петлевая ручка сделана из отрезка плоской пленки, которую разрезают, складывают в форме U- или овала и запечатывают с двух концов. Производители петлевых ручек производят их в больших объемах на специальных машинах для изготовления петлевых ручек; машина для изготовления сумок для переноски затем получает их как готовый компонент.
Последовательность присоединения к машине для изготовления пакетов с петлевой ручкой:
Петлевые ручки сложены друг на друга.в бункере-магазине -, предназначенном для хранения предварительно сформированных петель-без сдавливания отверстия для петель.
A пневматический или сервоподборщикизвлекает по одной петле за раз и удерживает ее открытой.
Корпус мешка -, уже сформированный с нижним швом и обрезанный по высоте -, подается на станцию крепления ручки.
Петля располагается так, чтобы одна сторона петли опиралась на переднюю грань сумки, а другая — на заднюю, обе по верхнему краю.
Две уплотнительные планки(передняя и задняя часть, выровнены) прижмите к корпусу мешка у верхнего края, где каждая ножка петли соприкасается с лицевой стороной мешка, прикрепив петлю к обоим слоям корпуса мешка.
Завершенная сборка продвигается вперед; следующий мешок индексируется на свое место.
Некоторые машины более высокого уровня-интегрируютСтанция для изготовления петельных ручекнепосредственно - устройство подачи полос пленки, механизм складывания и станция-запечатывания концов, встроенные в одну и ту же раму машины. Это снижает потребность в отдельной цепочке поставок петлевых ручек и позволяет быстрее менять характеристики при переключении между размерами пакетов и шириной петлевых ручек.
Шаг 4 - Индексирование, регистрация и роль сервоприводов
Точность крепления рукоятки зависит прежде всего от одного:насколько точно корпус пакета расположен под станцией запечатывания ручеккогда активируется операция герметизации или ультразвука.
На старых механических машинах индексация мешков осуществлялась с помощьюЖеневский механизмили стопор-с приводом от кулачка. Точность этих систем со временем ухудшается из-за износа, а регулировка длины индекса требует замены механических компонентов.
В современных машинах для изготовления сумок для переноски используются системы перемещения-с сервоприводом:
Серводвигатель приводит в движение прижимные ролики, которые протягивают пленку через машину.
ПЛК отправляет сервоприводу точную команду вращения для каждого индексного цикла.
Поворотный энкодер на пути пленки обеспечивает обратную-обратную связь, корректируя любое проскальзывание между прижимными роликами и поверхностью пленки.
Длина индекса регулируется электронно - нет механических сменных деталей для сумок разной длины.
При креплении ручки сервоиндексация обеспечивает точность регистрации ±1 мм по сравнению с ±3–5 мм, типичными для механических индексирующих систем.
Шаг 5 -. Подсчет, укладка и выброс пакетов.
После прикрепления ручки готовые пакеты поступают на ту же станцию укладки и подсчета, которая описана в процессе машины для изготовления пакетов-майки - оптические датчики или механические счетчики подсчитывают каждый пакет, когда он выходит из зоны крепления ручки, и стопки из 50, 100 или 200 пакетов автоматически выбрасываются в сборные лотки.
Для пакетов с ручкой -, которые обычно больше и жестче, чем пакеты-майки -, на станции штабелирования часто используетсясистема укладки тарелока не штабелирование булавок. Высокоскоростные-машины для производства пакетов с накладными ручками (производительность 60–120 пакетов в минуту в зависимости от размера пакета) часто включаютавтоматический подсчет и группировка пакетов- после подсчета заданного количества мешков обвязочная машина обвязывает стопку лентой до того, как она достигнет упаковочной станции.
Дескриптор патча и дескриптор цикла: ключевые различия в процессах
| Параметр | Патч-ручка (термосварка) | Патч-ручка (ультразвуковая) | Петлевая ручка |
|---|---|---|---|
| Компонент ручки | Плоская полоса, отрезанная на станке нужной длины. | Плоская полоса, отрезанная на станке нужной длины. | Предварительно-созданный непрерывный цикл |
| Способ крепления | Сварочные стержни с подогревом | Ультразвуковая вибрация | Сварочные стержни с подогревом |
| Типичная скорость (мешков/мин) | 60–120 | 40–80 | 30–70 |
| Стоимость оснастки | Низкий | Высокий | Низкий |
| Диапазон толщины пленки | 15–40 микрон | 10–30 микрон | 20–50 микрон |
| Совместимость с биоразлагаемой пленкой | Умеренный | Высокий | Умеренный |
| Допуск регистрации | ±1,5 мм (сервопривод) | ±1,5 мм (сервопривод) | ±2 мм (сервопривод) |
| Диапазон ширины открытия ручки | 40–150 мм | 40–150 мм | 60–200 мм |
| Доминирующий сегмент рынка | Розничная торговля, еда на вынос | Премиум-ритейл, бутик | Гостиница, прачечная, спа |
Распространенные проблемы с качеством и их причины автоматизации
| Режим отказа | Первопричина | Исправление, связанное с-машиной |
|---|---|---|
| Накладная ручка отслаивается под нагрузкой | Недостаточная температура уплотнения или выдержка; несовместимые слои пленки | Проверьте и откалибруйте контур ПИД уплотняющей планки; проверьте совместимость пленки ручки/корпуса |
| Асимметричное открытие петли | Несоосность переключателя петель; изношенный палец подборщика | Пере-рычаг подборщика индексов; заменить пальцы подборщика |
| Полоса ручки смещена на лицевой стороне сумки. | Ошибка регистрации индекса; проскальзывание пленки на прижимных роликах | Проверьте поворотный энкодер; увеличить давление прижимного ролика |
| Петлевая ручка потерлась на краю уплотнителя | Тусклая поверхность уплотнительной планки; загрязненная поверхность бруска | Обновите поверхность или замените уплотнительную планку; чистый бар согласно графику технического обслуживания |
| Корпус сумки деформирован в зоне крепления ручки | Чрезмерное давление уплотнения сжимает корпус мешка | Уменьшите давление пневматического уплотнения; проверить параллельность полос |
| Разрушение ультразвукового соединения на пленке PLA | Недостаточное контактное давление звукового сигнала; рог изношен | Увеличьте силу зажима рупора; осмотрите и замените наконечник сонотрода |
Часто задаваемые вопросы
В чем разница между машиной для изготовления пакетов с накладными ручками и машиной для изготовления пакетов с петлевой ручкой -, это разные машины?Это отдельные типы машин, оптимизированные для разных механизмов крепления. Машина для изготовления пакетов для переноски с термосвариваемыми ручками подает плоские полосы ручек и приклеивает их к лицевой стороне сумки. Машина с петлевыми ручками подает готовые-петлевые ручки и прикрепляет две ножки петли к верхнему краю сумки. Некоторые производители предлагают трансформируемые станки, которые могут работать с ручками обоих типов при смене навесного инструмента, но большинство производственных циклов выполняется на специализированных станках одного-формата.
Можно ли прикрепить накладные ручки к сумкам не-прямоугольной формы?Да, с ограничениями. Накладные ручки наиболее надежно крепятся к плоским плоским граням сумки. На сумках со складками поверхность крепления ручки плоская между складками, поэтому размещение внутри этой плоской зоны легко. Пакеты закругленной или конической формы требуют тщательной настройки машины, чтобы поддерживать равномерное давление сварки по всей поверхности пакета, а полосу ручки необходимо обрезать по профилю, который соответствует геометрии края пакета -, а такая настройка увеличивает стоимость оснастки.
Почему ультразвуковое крепление ручки происходит медленнее, чем термосварка?Ультразвуковое прикрепление требует, чтобы сонотрод установил физический контакт с поверхностью полосы ручки, а ультразвуковой энергии требуется минимальное время активации (обычно 0,15–0,3 секунды на точку соединения) для достижения полной прочности соединения. Стержни термосварки непрерывно достигают рабочей температуры и вступают в контакт в течение аналогичного периода выдержки, но система не имеет таких же механических затрат на-цикл, как при приближении и втягивании ультразвукового рупора. На практике разница в скорости составляет 20–40 % в зависимости от размера мешка и толщины ленты ручки.
От чего зависит ширина отверстия ручки на сумке с накладной ручкой?Ширина открытия определяется расстоянием между двумя уплотнительными планками на станции крепления. Большинство машин для изготовления сумок для переноски позволяют регулировать этот зазор путем перемещения одной или обеих планок вбок, обычно в диапазоне 40–150 мм. В сумках большего размера обычно используются более широкие отверстия для ручек для сохранения эргономичности. Длина полосы ручки обрезается так, чтобы она соответствовала целевой ширине проема плюс двум ширинам зон уплотнения.
Как автоматизация крепления ручек справляется с изменением толщины пленки внутри рулона?На современных машинах с сервоприводом-управлением давление сварочной планки и время выдержки устанавливаются в зависимости от ожидаемой толщины пленки. Если рулон имеет отклонение по толщине, машина может компенсировать это изменение, если оно находится в пределах ±10 % от заданного значения. За пределами этого допуска качество уплотнения в пораженной зоне ухудшится. Системы обратной связи датчиков нагрузки на машинах более высокого класса-обнаруживают необычное сопротивление во время запечатывания и помечают поврежденный пакет как бракованный.
Автоматизация крепления ручек сумки для переноски сводится к трем взаимосвязанным задачам: подача компонента, его точное позиционирование на движущемся корпусе сумки и соединение с достаточной прочностью соединения, чтобы выдержать реальную-мировую нагрузку. Серво-индексация позволила в значительной степени решить проблему позиционирования. Остальные инженерные усилия сосредоточены на магазинах подачи -, обеспечивающих постоянную подачу ручек или петель без ошибок -, а также на инструментах для герметизации или ультразвукового крепления, где сходятся совместимость пленки, скорость производства и затраты на техническое обслуживание.
