Máy đóng gói dòng chảy tự động- còn được gọi là máy bọc dòng, máy đóng gói gối hoặc máy đóng dấu-điền{2}}dạng ngang (HFFS) - là một trong những thiết bị linh hoạt và được triển khai rộng rãi nhất trong các dây chuyền đóng gói sản phẩm trên toàn thế giới. Bạn sẽ thấy họ gói mọi thứ từ thanh kẹo và bánh quy đến các thiết bị y tế, linh kiện phần cứng và thực phẩm đông lạnh. “Đóng gói theo dòng” là một phương pháp bao bọc sản phẩm. Một tấm phim dài biến thành một ống bao quanh sản phẩm. Sau đó, cả hai đầu được bịt kín và ống được cắt thành từng miếng bọc riêng lẻ. Tất cả điều này xảy ra nhanh chóng trong một quá trình ổn định. Hiểu cách vận hành của máy đóng gói theo dòng tự động là điều cần thiết đối với bất kỳ ai tham gia vào hoạt động của dây chuyền đóng gói.
Hiểu cách thức hoạt động của các máy này rất có giá trị đối với bất kỳ ai tham gia thiết kế dây chuyền đóng gói, quản lý sản xuất, mua sắm thiết bị hoặc đảm bảo chất lượng. Bài viết này giải thích nguyên lý làm việc, các trạm cơ khí chính, các biến số ảnh hưởng đến hiệu suất và các yếu tố xác định sản phẩm nào phù hợp nhất để quấn dòng.
Nguyên tắc cốt lõi: Tạo hình, điền và đóng dấu trong một chuyển động liên tục
Ý tưởng cơ bản đằng sau máy đóng gói dòng chảy rất đơn giản. Bạn lấy một cuộn màng đóng gói phẳng, quấn quanh sản phẩm, làm con dấu dọc theo cạnh và ngang các đầu rồi cắt thành từng gói riêng lẻ. Tất cả điều này xảy ra theo một chuyển động ổn định mà không làm dừng dòng sản phẩm. Mỗimáy đóng gói dòng chảy tự độngdựa vào cùng một nguyên tắc chuyển động{0}}liên tục này để đạt được tốc độ đầu ra cao.
Không giống như máy đóng dấu-điền-dạng dọc (VFFS), tạo thành túi từ ống màng phẳng được đổ đầy từ trên xuống, máy gói dòng chảy xử lý các sản phẩm đã được tạo thành - bánh quy trên khay, thanh kẹo trên băng tải hoặc các thành phần trong tạp chí - và bọc màng xung quanh chúng theo chiều ngang. Sản phẩm di chuyển theo chiều ngang qua máy trong khi màng phim được hình thành, bịt kín và cắt theo chuyển động đồng bộ.
Hướng ngang này là yếu tố đặt tên cho quy trình và đặc điểm chính của quy trình: nó xử lý các sản phẩm có chiều cao và hình dạng khác nhau với độ phức tạp khi chuyển đổi tối thiểu, đó là lý do tại sao trình bao bọc quy trình là thiết bị được lựa chọn cho các hoạt động đóng gói-số lượng lớn, nhiều{1}}SKU.
Các trạm cơ khí chính
Máy đóng gói dòng bao gồm bốn trạm chính, mỗi trạm thực hiện một chức năng riêng biệt trong chu trình đóng gói. Hiểu rõ chức năng của từng trạm giúp chẩn đoán sự cố, chỉ định thiết bị và đánh giá hiệu suất máy dễ dàng hơn. Trên bất kỳmáy đóng gói dòng chảy tự động, các trạm này hoạt động đồng bộ chính xác.
Trạm Một: Khu Hình thành
Phim được kéo từ giá đỡ thư giãn. Chân đế thường có cánh tay đòn, cảm biến tải trọng hoặc hệ thống phanh để giữ độ căng ổn định. Sau đó phim đi vào vùng hình thành.
Trong vùng tạo hình, màng phẳng di chuyển trên tấm tạo hình hoặc bộ con lăn. Những bộ phận này định hình màng thành một ống bao quanh sản phẩm.
Các mép màng được tập hợp lại với nhau dọc theo mặt dưới hoặc mặt sau của sản phẩm bằng một vòng định hình, tạo ra một vòng đệm dọc khi màng bao quanh chu vi của sản phẩm.
Hình dạng của vòng định hình là rất quan trọng. Nó phải phù hợp với-mặt cắt ngang của sản phẩm - sản phẩm tròn yêu cầu vòng cổ, sản phẩm hình chữ nhật yêu cầu bộ tạo hình hình chữ nhật. Sử dụng hình dạng cổ áo sai sẽ gây ra nếp nhăn màng, hình thành vòng đệm không hoàn chỉnh và làm hỏng sản phẩm.
Trên nhiều máy, vùng tạo hình còn bao gồm hệ thống đăng ký bản in. Nếu phim có đồ họa được in, một cảm biến sẽ đọc các dấu trên phim. Sau đó, nó thay đổi tốc độ nạp phim để thiết kế in phù hợp với sản phẩm bên trong bao bì. Điều này rất quan trọng đối với các gói hàng có thông tin thương hiệu, hướng dẫn liều lượng hoặc mã vạch trên đó.
Trạm thứ hai: Niêm phong theo chiều dọc
Sau khi màng bọc quanh sản phẩm, các mép chồng lên nhau phải được dán kín lại với nhau để tạo thành đường may phía sau của bao bì. Điều này được thực hiện bằng hệ thống bịt kín theo chiều dọc - thường được gọi là bộ bịt kín vây hoặc bộ bịt kín mặt sau.
Loại phốt phổ biến nhất trên màng bọc dòng chảy là bánh xe phốt quay được gia nhiệt hoặc đai phốt liên tục. Khi ống phim di chuyển qua máy, các cạnh màng chồng lên nhau sẽ đi qua giữa các bánh xe bịt kín quay được làm nóng để tạo nhiệt và áp suất để kết hợp các bề mặt màng lại với nhau. Chuyển động quay được đồng bộ hóa với tốc độ của sản phẩm để con dấu được áp dụng liên tục khi màng di chuyển.
Đối với-các ứng dụng tốc độ cao, đai bịt kín liên tục có thể đạt được tốc độ bịt kín vượt quá giới hạn thực tế của bánh xe bịt kín quay. Sự đánh đổi là độ phức tạp cơ học cao hơn và yêu cầu bảo trì khắt khe hơn.
Một số máy sử dụng con dấu uốn thay vì con dấu nhiệt -, đặc biệt đối với các lớp giấy-làm bằng giấy hoặc lá nhôm yêu cầu bịt kín bằng áp suất thay vì bịt kín bằng nhiệt. Uốn sử dụng một con lăn có hoa văn để tạo liên kết cơ học thay vì liên kết nhiệt.
Trạm thứ ba: Niêm phong ngang
Trong khi con dấu dọc tạo ra đường nối phía sau của gói hàng thì trạm niêm phong ngang tạo ra các con dấu trên và dưới - các đường nối ngang đóng từng gói hàng riêng lẻ ở cạnh đầu và cuối của nó.
Bộ bịt kín ngang trên bộ bao dòng hoạt động theo nguyên tắc chuyển động gián đoạn. Trong khi màng và sản phẩm di chuyển liên tục qua máy, các hàm niêm phong ngang sẽ mở và đóng nhanh chóng để tạo ra các chu kỳ đóng dấu-cắt-con dấu riêng lẻ. Khi sản phẩm tiến đến vùng bịt kín, các hàm sẽ đóng xung quanh ống màng, tạo ra một lớp bịt kín ngang. Một con dao cắt giữa các hàm sẽ cắt màng giữa các gói. Sau đó, hàm sẽ mở ra và quá trình lặp lại cho gói tiếp theo. Trên một hiện đạimáy đóng gói dòng chảy tự động, chuyển động tuần hoàn này được điều khiển chính xác bởi động cơ servo.
Chuyển động tuần hoàn này được điều khiển bởi mô tơ servo trên các máy hiện đại, cho phép kiểm soát chính xác thời gian đóng hàm, áp suất bịt kín và vị trí cắt. Các máy cũ hơn sử dụng hệ thống định giờ-được dẫn động bằng cam cơ khí, mang lại sự đơn giản và độ tin cậy nhưng kém linh hoạt hơn trong việc điều chỉnh tham số.
Con dấu ngang là nơi phần lớn nhiệt được truyền vào và đó cũng là nơi có nhiều khả năng xảy ra ô nhiễm sản phẩm của con dấu - do cặn sản phẩm, bụi hoặc hơi ẩm -. Lớp phủ chống dính và lớp phủ chống-dính dành riêng cho sản phẩm-thường được sử dụng để giải quyết vấn đề này.
Trạm 4: Khu Xả thải
Sau khi niêm phong và cắt ngang, các gói riêng lẻ sẽ thoát khỏi vùng niêm phong và được chuyển ra khỏi máy.
Hầu hết các máy đóng gói dòng chảy đều có băng tải xả. Nó di chuyển các gói được gói sang bước tiếp theo trong dòng. Đây có thể là người đóng thùng, người đóng thùng hoặc trạm kiểm tra chất lượng.
Một số máy còn có-máy in ngày tháng. Đây thường là máy in truyền nhiệt hoặc máy mã hóa lá nóng. Nó in số lô, ngày hết hạn hoặc mã lô trên bao bì kín khi rời khỏi máy. Bộ mã hóa được đồng bộ hóa với bộ mã hóa của máy để mã xuất hiện ở đúng vị trí trên mỗi gói hàng bất kể những thay đổi nhỏ về khoảng cách giữa các sản phẩm.
Các biến quyết định chất lượng và tốc độ gói hàng
Chạy tốt trình bao bọc luồng có nghĩa là quản lý sự tương tác giữa một số biến quy trình. Những điều quan trọng nhất và tác dụng chính của chúng:
Độ căng của phim:Kiểm soát hoạt động của màng thông qua vùng tạo hình và chất bịt kín. Lực căng quá lớn sẽ khiến màng bị giãn, lệch đăng ký và hư hỏng đệm kín. Lực căng quá ít sẽ gây ra nếp nhăn, hình thành lớp bịt kém và hư hỏng sản phẩm do màng bị bó lại. Trên các máy có điều khiển độ căng tự động, việc hiệu chỉnh thường xuyên cánh tay đòn hoặc cảm biến tải trọng giúp duy trì hiệu suất ổn định trong thời gian dài.
Nhiệt độ và áp suất bịt kín:Phốt ngang cần có đủ nhiệt để làm nóng chảy bề mặt màng và áp suất đủ để đưa bề mặt nóng chảy tiếp xúc với phân tử. Các thông số này tương tác với thước phim và loại phim. Chạy ở nhiệt độ chính xác có nghĩa là không chỉ hiểu được điểm đặt mà còn hiểu được nhiệt độ thực tế ở bề mặt bịt kín -, nhiệt độ này có thể chênh lệch so với giá trị đọc của bộ điều khiển theo thời gian.
Thời gian đóng hàm và vị trí cắt:Trên các máy được điều khiển bằng servo, thời gian của chu trình hàm ngang được điều khiển bằng phần mềm. Hàm phải đóng xung quanh màng vào đúng thời điểm chính xác so với vị trí sản phẩm - quá sớm hoặc quá muộn và con dấu được áp dụng lệch-trung tâm so với gói hàng. Lỗi vị trí cắt tạo ra các gói hàng bị bịt kín một phần hoặc các gói hàng có đầu bị lệch.
Độ chính xác cho ăn sản phẩm:Chất lượng của nguồn cấp dữ liệu sản phẩm ngược dòng quyết định trực tiếp đến chất lượng của gói được bọc. Các sản phẩm đến khu vực tạo hình có khoảng cách không nhất quán, sự thay đổi chiều cao hoặc góc lệch sẽ tạo ra các đơn vị được bọc kém bất kể bản thân lớp bọc được thiết lập tốt như thế nào. Nhiềumáy đóng gói dòng chảy tự độngcác vấn đề có vẻ như là vấn đề về máy thực chất là vấn đề nạp liệu.
Sự phù hợp của sản phẩm: Điều gì trôi chảy và điều gì không
Gói dòng chảy rất linh hoạt, nhưng nó có những hạn chế thực tế. Quá trình này hoạt động tốt nhất cho:
Sản phẩm được nạp riêng lẻ: Bánh quy, thanh sô cô la, bánh ngọt, thực phẩm đông lạnh, mặt hàng kim khí, thiết bị y tế - sản phẩm có thể được nạp riêng lẻ hoặc trên khay
Sản phẩm có hình dạng nhất quán: Chiều cao và mặt cắt ngang{0}}đồng nhất giúp bao bì sạch sẽ với lượng màng thải tối thiểu
Sản phẩm chịu được nhiệt và áp suất: Quá trình hàn kín theo chiều ngang liên quan đến nhiệt và lực kẹp ở hàm bịt kín, có thể ảnh hưởng đến-các sản phẩm nhạy cảm với nhiệt
Các sản phẩm ở dạng lỏng, rất không đồng đều hoặc cực kỳ dễ vỡ có thể yêu cầu cấu hình màng bọc dòng được sửa đổi - chẳng hạn như gói gối có tấm lót ở giữa, giấy gói hộp gấp hoặc phụ kiện đóng bao - hoặc có thể phù hợp hơn với một định dạng đóng gói khác hoàn toàn.
Cân nhắc chuyển đổi
Một thực tế thực tế về việc vận hành máy đóng gói dòng chảy là thời gian chuyển đổi. Việc chuyển đổi giữa các kích thước sản phẩm hoặc độ rộng màng khác nhau cần điều chỉnh vòng định hình, -xâu lại màng, đặt lại hệ thống đăng ký và thay đổi cài đặt dấu niêm phong. Trên các máy có các bước chuyển đổi thủ công, quá trình này có thể mất từ 30 đến 90 phút. Máy đóng gói dòng tự động-được thiết kế tốt giúp giảm thời gian chuyển đổi nhờ thiết kế cơ khí tốt và cài đặt đã lưu.
Các máy-điều khiển bằng servo hiện đại có hệ thống điều khiển kỹ thuật số đã giảm đáng kể thời gian chuyển đổi thông qua việc gọi lại tham số được lưu trữ -, lưu cài đặt máy cho từng SKU sản phẩm và khôi phục chúng chỉ bằng một nút nhấn. Tuy nhiên, các bước chuyển đổi cơ học - hoán đổi vòng định hình, điều chỉnh ray dẫn hướng - vẫn yêu cầu sự can thiệp vật lý và không thể tự động hóa hoàn toàn.
Đối với các hoạt động chạy nhiều SKU trong thời gian sản xuất ngắn, hiệu quả chuyển đổi thường là yếu tố quyết định trong việc lựa chọn máy và cần đánh giá cẩn thận trong giai đoạn đặc tả thiết bị thay vì chỉ phát hiện ra tầm quan trọng của nó sau khi lắp đặt.
Bài học chính
Một máy đóng gói dòng chảy tự động hoạt động như thế này. Nó sử dụng một cuộn phim phẳng, quấn quanh các sản phẩm khi chúng di chuyển, bịt kín đường nối phía sau và hai đầu, sau đó cắt từng mảnh đã bọc ra khỏi ống kín. Quá trình này nhanh chóng, linh hoạt và phù hợp để tạo ra nhiều sản phẩm rắn đơn lẻ.
Hiệu suất của máy phụ thuộc vào chất lượng màng, căn chỉnh cơ học, cài đặt phốt và nạp sản phẩm phối hợp với nhau như thế nào. Để có được kết quả tốt nhất, bạn cần xem toàn bộ dây chuyền đóng gói là một hệ thống chứ không chỉ riêng máy. Bạn cũng cần biết rằng sự thay đổi ở một phần sẽ ảnh hưởng đến những phần khác.
