Автоматизация упаковки в мешки с помощью модернизации вакуумной упаковочной машины

Автоматизация упаковки в мешки с помощью модернизации вакуумной упаковочной машины

Компания Evonik-Degussa, главный офис которой находится в Parsippany, НД, владеет станцией в Уотерфорде, НЙ, которая занимается производством и упаковкой гидрофильного (влагопоглащающего) и гидрофобного (водоотдалкивающего) диоксида кремния (SiO2). Диоксид кремния, используемый в качестве наполнителя таких продуктов, как краски, покрытия, клеи и кремниевый наполнитель, производится насыпью и поставляется конечным потребителям в контейнерах вместимостью 10 фунтовых мешков до вагона.

Когда станция начала свою работу в 1992 г., на ней использовались вакуум-упаковочные машины с ручным управлением, чтобы наполнять 10-ти и 20-ти фунтовые и 10-ти и 15-ти килограммовые бумажные мешки с клапанами. Однако применение технологии ручного наполнения мешков вызывало некоторые эргономические проблемы для операторов станции. Таким образом, компания решила автоматизировать упаковочный процесс и процесс складирования на поддоны с целью улучшения эргономики упаковочной линии.

Упаковка и складирование на поддоны SiO2

Станция Waterford, подразделение компании по производству неогранических материалов, работает 24 часа в сутки 7 дней в неделю, упаковочная линия работает в 2 смены продолжительностью 12 часов каждая. Когда станция начала свою работу, на упаковочной линии использовались две вакуум-упаковочные машины с ручным управлением для заполнения различных бумажных мешков с клапанами диоксидом кремния. Несколько лет спустя оббьем производства вырос, и станция закупила еще одну вакуум-упаковочную машину с ручным управлением для упаковочной линии. Оператором приходилось вручную перетаскивать мешки со станций насыпи и складирования на поддоны упаковочной линии.

Марк Ханеймэн руководитель по эксплуатационно-техническому обслуживанию компании Aerosil Silanes NAFTA считал, что перекладывание мешков со станций насыпи и складирования на поддоны упаковочной линии имеет ряд недостатков. «Одной из самых серьезных проблем была эргономика упаковочной линии и время потраченное впустую из-за происшествий», - говорит Ханеймэн. Оператору, подвернувшему ногу или сделавшему неверное движение во время работы на вакуум-упаковочной машине или станции складирования на поддоны, требовалось время на его восстановление. Другой проблемой была точность наполнения упаковочной машины. Поскольку их система взвешивания была неточной, они переполняли или не досыпали мешки намного чаще, чем нам бы хотелось. И поскольку упаковочная линия работала в ручном режиме управления, она не удовлетворяла потребностям производства и, таким образом, создавала затор». Чтобы модернизировать упаковочную линию Ханеймэн связался с производителем упаковочной машины компанией Premier Tech's Industrial Equipment Group (IEG), и поинтересовался о возможности переоснащения одной вакуум-упаковочной машины системой автоматической транспортировки и запаивания мешков. Компания IEG, офис которой находится в Rivière-du-Loup, Квебек, осуществляет поставку упаковочных, обрабатывающих взвешивающих, просеивающих и сортировочных систем для химической, фармацевтической, добывающей, пищевой, кормовой, строительной и других видов промышленности. Поставщик недавно разработал автоматическую систему погрузки и ультразвуковую систему запайки мешков, которая способна заменить вакуум-упаковочную машину с ручным управлением. Поставщик направил модернизированное оборудование на станцию, и под руководством инженером компании-поставщика Ханеймэн совместно с другими инженерами станции произвели ее установку в октябре 2004 г. «После автоматизации первой упаковочной машины, мы заметили явное улучшение, поскольку возросла производительность упаковочной линии, и увеличился объем продукции на выходе», - говорит Ханеймэн. «Операторы также оценили модернизированную упаковочную машину, поскольку теперь им не приходилось перетаскивать такое большое количество мешков вручную как раньше. Кроме того после модернизации упаковочной машины поставщиков, они также модернизировали ее систему взвешивания, которая в разы превосходила свою предшественницу по точности и последовательности наполнения мешков.»

После успешного опыта использования автоматизированной упаковочной машины в течении более чем двух лет, Ханеймэн решил, что настало время модернизировать вторую вакуум-упаковочную машину и установить на ней автоматизированную систему IEG. Однако, в этот раз ему также захотелось автоматизировать операцию складирования на поддоны на линии упаковки, чтобы в дальнейшем снизить проблемы связанные с эргономичностью при перемещении мешков вручную. Ханеймэн связался с IEG и, во время обсуждения нового проекта, узнал, что вторую упаковочную машину невозможно модернизировать на более современную версию DB-810, которая имела улучшенные функциональные способности. Компания Evonik-Degussa согласовала модернизированную систему и в декабре 2006 г. Вторая упаковочная машина была оборудована автоматической системой размещения мешков и ультразвуковой системой запайки DB-815. Что касается операции складирования на поддоны, то она машина была автоматизирована роботизированным участком складирования на поддоны. (Роботизированный участок включает в себя робота и любое дополнительное оборудование – обычно конвейеры, механизм подачи поддонов и листоподающего устройства, огороженные защитным ограждением. Как и ранее поставщив модернизировал систему взвешивания упаковочной машины таким образом, чтобы обеспечить высокую точность наполнения мешков.

Автоматизированные вакуум-упаковочные машины и роботизированный участок складирования на поддоны

DB-810 и DB-815 функционируют по одному принципу, но предыдущая модель функционирует пневматически, а модернизированная модель функционирует по электромагнитному принципу. Поскольку упаковочные машины были модернизированы, то теперь всем линейным оператором необходимо всего лишь загружать пустые мешки в приемной устройство мешков упаковочной машины: весь остальной процесс полностью модернизирован. «Раньше оператору приходилось вытаскивать мешок из лотка и вручную закрывать мешок при помощи клапана», - говорит Гари Риттер, менеджер по продажам компании IEG. «Это создавало немалые проблемы и приводило к тому, что небольшое количество сдуваемой пыли выделялось из мешка. Новые бумажные пакеты оснащены внешним клапаном с пластиковым покрытием с внутренней стороны, таким образом, тепло и давление, создаваемое ультразвуковым запайщиком, расплавляет пластик и спаивает стороны между собой, чтобы создать герметичное уплотнение». Роботизированная участок складирования AR-200 с одним роботизированным манипулятором оснащен двумя станциями складирования на поддоны, каждая из которых получает заполненные мешки с отдельной конвейерной ленты. Одна конвейерная линия подключает DB-815 непосредственно к одной станции складирования на поддон, а вторая конвейерная линия соединяет ручную упаковочную машину с другой станцией складирования на поддоны. DB-810 может подключаться непосредственно к станции складирования на поддоны в зависимости от типа продукта и размера упаковки. Поскольку компания создает два вида различных продуктов и использует четыре размера упаковки, укладчика на поддоны можно запрограммировать на одновременное складирование двух больших мешков, каждый на свой поддон с собственной схемой штабелирования. Оператору необходимо всего лишь выбрать размер мешка и станции штабелирования, а запрограмированная память укладчика на поддоны самостоятельно произведет штабелирование и выберет необходимый поддон для складирования мешка.

Чтобы сохранить точный вес мешка, каждая конвейерная линия оснащена контрольно-измерительным автоматом, который подключен к укладчику поддонов. Когда мешок проходит через контрольно-измерительный автомат, производится его взвешивание. Сели вес неточный, роботизированный манипулятор передвигает мешок к транспортёру бракованных изделий. Система запрограммирована таким образом, что если роботизированный манипулятор не принимает мешок от одной конвейерной линии, то соответствующий упаковщик останавливает наполнение мешков. Кроме того датчики, установленные по периметру системы отслеживают безаварийность работы системы, таким образом, при наличии какой-либо неполадки на упаковочной линии, упаковщик остановит процесс наполнения мешков. Например, если у укладчика на поддоны закончились поддоны, датчик определит данную ошибку и остановит упаковочную линию, поскольку поддонов для укладки мешков не осталось. Компании только необходимо два оператора для исправной эксплуатации всей упаковочной линии. Один оператор работает на стеллаже-накопителе и следит за автоматизированными упаковщиками и за тем, чтобы приемное устройство для мешков заполнялось пустыми мешками. Другой оператор работает на нижнем этаже на роботизированном участке укладки изделий в поддоны и следит за тем, чтобы пустой поддон и магазин листоподающего устройства были полными и удаляет заполненные поддоны с автоматической станции.

Модернизация процесса наполнения мешков и укладки на поддоны

После модернизации двух вакуум-упаковочных машин и установка роботизированного участка укладки мешков в поддоны компания почувствовала серьезное повышение производительности. «Мы усовершенствовали эргономику упаковочной линии и одновременно увеличили объем выпускаемой продукции», - говорит доктор Хаук Якобсен, менеджер станции. «Теперь нам просто необходимо эксплуатировать два автоматизированных упаковщика, поскольку они могут идти в ногу с производственной линией. Также, поскольку автоматизированные упаковщики наполняют мешки с большей точностью и последовательностью, у нас больше не появляется так много неполных или переполненных мешков, как это происходило в прошлом. Кроме того, ультразвуковой запайщик обеспечивает пыленепроницаемый шов, которые предотвращает протекание, а укладчик поддонов штабелирует мешки на поддоны согласно заданной схеме, что повышает стабильность поддонов. Я очень рад, что мы нашли именно это решение нашей проблемы».

Автоматизация операции упаковки и укладки на поддоны снизи трудовые затраты упаковочной линии. Ханеймэн говорит, что операторы, которые работали на упаковочной линии, имеют больше свободного времени для выполнения других поручений таких, как техническое обслуживание и инспекции, поскольку они больше не привязаны к конкретной машине или не связаны выполнением одинаковых операций.