Aufgerollte Zigarettenpackungen sind verschwenderisch und neigen dazu, sich zu wellen – hier ist ein Trick, um das Problem perfekt zu lösen!

Mit der Förderung und weit verbreiteten Verwendung von Ultra{0}}Hochgeschwindigkeits--Zigarettenverpackungsmaschinen in der Zigarettenpackungsindustrie wird die Nachfrage der Branche nach Ausrüstung immer größer. Gegenwärtig nimmt die Verwendung von Rollenverpackungen zu, doch in der tatsächlichen Produktion treten bei rollenförmigen Zigarettenmaterialien Probleme wie hoher Verbrauch und Materialreste auf weggeworfenen Kernen auf. Dies erhöht nicht nur die Produktionskosten, sondern widerspricht auch dem Ziel der Qualitätsverbesserung und Kostensenkung für Tabakverpackungsunternehmen. Eine zentrale Frage ist nun, wie man Verpackungsmaterialien für Zigaretten auf Rollen schnell an die Produktionsanforderungen anpassen, die Maschinenkompatibilität in kurzer Zeit verbessern und den Verbrauch senken kann.

Vor- und Nachteile von Materialien vom Typ Rollen-

01/ Vorteile

(1) Gute Kontinuität: Rollenmaterial-kann kontinuierlich zugeführt werden, wodurch die Häufigkeit von Materialwechseln verringert und die Produktionseffizienz verbessert wird.

(2) Hoher Automatisierungsgrad: Sie sind einfach mit automatisierten Geräten zu verwenden, was eine automatisierte Produktion ermöglicht und die Arbeitskosten senkt.

(3) Platz-sparend: Materialien vom Rollentyp-beanspruchen bei Lagerung und Transport weniger Platz.

02/ Nachteile

(1) Materialkompatibilität mit Maschinen: Einige Materialien können sich wellen oder verbiegen, was den normalen Gebrauch beeinträchtigt, häufige Gerätestörungen verursacht oder sogar die Produktqualität beeinträchtigt, was zu Materialverschwendung führt.

(2) Probleme mit dem automatischen Spleißerkennungssystem: Materialien erfordern eine hohe Präzision des Erkennungssystems. Bei hohen Geschwindigkeiten kann der Zeitpunkt des Spleißens ungenau sein, sodass überschüssiges Material zurückbleibt, was zu Abfall und höheren Kosten führt.

Um damit zusammenhängende Faktoren anzugehen, haben wir ein Forschungsteam gegründet, das die Anwendung von Verpackungsmaterialien für Zigarettenrollen- optimieren und untersuchen soll, mit dem Ziel, deren Kompatibilität mit Kartonverpackungsmaschinen zu verbessern und Energieeinsparungen und einen geringeren Verbrauch zu erreichen.

Hauptforschungsinhalte

01/ Übermäßiger Verbrauch durch mehrere Verbindungen bei Produkten mit mehreren Spleißen

Während der Produktion treten zu viele Umspulverbindungen auf, hauptsächlich aufgrund von Prozesskontrollproblemen in verschiedenen Phasen.

(1) Tintenverbesserungen

Verbessern Sie die Qualität der verwendeten Hauptfarbtinte, um unnötige Ausfallzeiten aufgrund von Produktfehlern zu reduzieren. Erhöhen Sie die Feinheit der Goldtinte, um Fehler wie Goldspuren und -linien beim Drucken zu reduzieren. Wenn Sie rote Tinte hinzufügen, filtern Sie diese durch ein 400-Mesh-Sieb und kontrollieren Sie die Viskosität der Tinte streng, um Fehler in der Drucklinie zu reduzieren und die Anzahl der Rückspulverbindungen zu verringern.

(2) Verbesserungen des Heißprägeprozesses

Verbesserungen bei Heißprägeplatten: Wechsel von Gravurplatten aus Kupferlegierung zu legiertem Stahl, um die Prägefeinheit sicherzustellen und Probleme wie fehlende Linien oder Markierungen zu beheben, die durch das Zusammenfallen der Platte während der Produktion verursacht werden.

Verbesserung der Elektrofolienqualität: Kontrollieren Sie streng die Anzahl der Elektrofolienverbindungen und passen Sie die Länge der Elektrofolie an die Papierlänge an, um Materialwechselpunkte während der Produktion zu reduzieren.

Nach der Kommunikation mit den Vorlieferanten haben wir die Heißprägeplatten und die Qualität der Elektrofolie optimiert und so die Maschinenstillstandszeiten und die Anzahl der hergestellten Verbindungen reduziert.

(3) Online-Erkennung zur Kontrolle der Fehlerlängeninformationen

Während der Produktion sind in jeder Phase fehlerhafte Produkte unvermeidlich. Um die Intervalle dieser fehlerhaften Produkte für die anschließende Plattenlängenberechnung genau zu erfassen, haben wir ein Online-Erkennungssystem in der Produktionslinie eingeführt, wie in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1 Online-Inspektionssystem

Mithilfe hochpräziser -Sensoren und Bilderkennungstechnologie scannt und prüft das System Produkte in der Produktionslinie in Echtzeit. Sobald fehlerhafte Produkte erkannt werden, erfasst das System diese sofort und analysiert mithilfe von Algorithmen die Abstände zwischen ihnen. Darüber hinaus müssen wir ein vollständiges Datenbanksystem einrichten, um diese Daten zu speichern und eine grundlegende Unterstützung für die spätere Berechnung der Panellängen bereitzustellen, wie in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2 Datenbanksystem

(4) Digitale Steuerung der Spleißinformationen während des Schneidvorgangs

Während des Schneidvorgangs ist es wichtig, nicht nur fehlerhafte Produkte zu entfernen, sondern auch die Länge guter Produkte in Echtzeit zu erkennen und zu erfassen. Auf diese Weise können Produkte, die zu einer einzigen Rolle gespleißt werden können, kombiniert werden, wodurch die Anzahl der durch Mehrfachspleißungen verursachten Verbindungen reduziert wird. Mithilfe von Algorithmen werden diese Daten verarbeitet und der optimale Spleißplan ermittelt.

Wie in Abbildung 3 dargestellt, überwachen und zeichnen hochpräzise Messgeräte die Länge guter Produkte in Echtzeit auf. Anschließend verarbeiten Algorithmen diese Daten, um die beste Spleißstrategie zu ermitteln. Ziel ist es, die Anzahl der Verbindungen zu minimieren und gleichzeitig die Produktqualität sicherzustellen. Darüber hinaus müssen wir die Geschwindigkeit der Produktionslinie kontrollieren, um sicherzustellen, dass wir schnell produzieren können, ohne die Qualität der Verbindungen zu beeinträchtigen.

Abbildung 3: Hochpräzise Messgeräte

Mit den oben genannten Verbesserungen in verschiedenen Aspekten haben wir die Anzahl der Verbindungen pro Rolle von ursprünglich 2–3 auf nur 1 reduziert. Dies verbesserte nicht nur die Produktqualität, sondern reduzierte auch die Anzahl der Maschinenstillstände und des Abfalls, die durch Rollenwechsel verursacht wurden. Gleichzeitig senkten weniger Verbindungen auch die Produktionskosten und den Materialverbrauch.

02/ Verbesserung des Problems überschüssiger Materialreste aufgrund von Materialwellungen

Zu den Hauptfaktoren, die das Aufrollen des Materials beeinflussen, gehören der Feuchtigkeitsgehalt des Produkts und die Spannung beim Auf- und Abwickeln.

(1) Kontrolle des Feuchtigkeitsgehalts

Der Feuchtigkeitsgehalt ist einer der Schlüsselindikatoren dafür, wie gut sich das Material an die Maschine anpasst. Je höher der Feuchtigkeitsgehalt des Papiers ist, desto weicher ist das Produkt. Bei der maschinellen -Verpackung von Zigaretten sorgt ein höherer Feuchtigkeitsgehalt dafür, dass das Material anpassungsfähiger ist und weniger anfällig für Risse an den Rändern oder Platzen ist, das Produkt kann sich jedoch leichter verziehen. Andererseits führt ein geringerer Feuchtigkeitsgehalt zu einer besseren Planlage, aber das Produkt ist härter, die Rückfederung des Papiers nimmt zu, was zu schwacher Haftung, Rissen an den Kanten und Rissen in der Oberfläche führen kann. Daher ist es notwendig, die Temperatur und Luftfeuchtigkeit in der Produktionsumgebung zu kontrollieren und ein automatisches Befeuchtungssystem zu installieren, wie in Abbildung 4 dargestellt, um einen relativ ausgeglichenen Zustand aufrechtzuerhalten.

Abbildung 4 Automatisches Befeuchtungssystem

Die Steuerung von Rollenmaterialien und Plattenmaterialien ist unterschiedlich. Bei der Inspektion vor Ort-hatte die Spulenverpackungswerkstatt eine Luftfeuchtigkeit von 59,9 % und eine Temperatur von 24,7 Grad.

Basierend auf den Inspektionsergebnissen haben wir die Veränderungen der Produkte unter verschiedenen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen in einer Klimakammer simuliert und einen Versuchsplan formuliert. Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt, und der Vergleich des Kräuselungsgrads vor und nach verschiedenen Temperatur- und Feuchtigkeitsexperimenten ist in Abbildung 5 dargestellt. Die Ergebnisse zeigen, dass die optimale Temperatur und Feuchtigkeit für gerollte Soft-Etikettenmaterialien den Experimenten zufolge 22 Grad und 60 % Luftfeuchtigkeit beträgt.

Abbildung 5 Vergleich des Kräuselgrades vor und nach Experimenten bei unterschiedlichen Temperaturen und Luftfeuchtigkeiten

Tabelle 1 Produktveränderungen unter verschiedenen Temperatur- und Feuchtigkeitsumgebungen, simuliert in einer Temperatur- und Feuchtigkeitskammer

(2) Spannungskontrolle zum Auf- und Abwickeln von Rollen

Neben dem Feuchtigkeitsgehalt des Papiers ist die Spannungsregelung beim Auf- und Abwickeln ein weiterer wichtiger Faktor, der die Wellung verursacht. Subjektiv gilt: Je kleiner der Kerndurchmesser der gewickelten Rolle ist, desto größer ist die Verformung der inneren Schichten des Produkts. Umgekehrt führen größere Kerndurchmesser zu einer geringeren Verformung. In der Praxis gilt jedoch: Je kleiner der Kerndurchmesser, desto mehr Spannung ist während des Druckvorgangs zum Aufwickeln erforderlich, während beim Abwickeln der Rolle auf der Verpackungsmaschine weniger Spannung erforderlich ist. Umgekehrt erfordern größere Kerndurchmesser weniger Spannung beim Drucken, aber mehr Spannung beim Abwickeln auf der Verpackungsmaschine, was das Risiko eines Produktbruchs erhöht.

Darüber hinaus führt ein größerer Kerndurchmesser bei festgelegter Produktanzahl pro Rolle zu einem größeren Außendurchmesser, die Abwickeleinheit der Verpackungsmaschine hat jedoch eine Höhenbegrenzung und kann keine zu großen Kerne aufnehmen. Wenn man bedenkt, dass ursprünglich für dieses Produkt Papierhülsen verwendet wurden, sind diese Hülsen anfällig für Beschädigungen und Verformungen und können nicht wiederverwendet werden, was zu einer gewissen Menge an Abfall führt.

Daher wurden für Tests zwei Arten von Nylonkernen ausgewählt: einer mit einem Innendurchmesser von 150 mm, einer Wandstärke von 10 mm und einem Außendurchmesser von 160 mm und ein anderer mit einem Innendurchmesser von 150 mm, einer Wandstärke von 15 mm und einem Außendurchmesser von 165 mm, wie in Abbildung 6 dargestellt. Nylon wurde ausgewählt, weil es sich weniger leicht verformt und wiederverwendet werden kann, was zur Kostensenkung beiträgt.

Abbildung 6 zeigt die Auswahl von zwei Arten von Nylonkernen zum Testen.

Darüber hinaus wurden die Prozessparameter für den Walzzug optimiert. Die Schneid- und Walzspannung wurde von 115–120 N auf 100–105 N eingestellt. Während des Tests gab es drei Spannungseinstellungsschemata: 90–95 N, 95–100 N und 100–105 N. Unter ihnen zeigten bei 90–95 N drei Rollen Etikettenpapierkerne Anzeichen einer Lockerung; bei 95–100 N zeigte eine Rolle Etikettenpapier Anzeichen einer Lockerung; bei 100–105 N wurde keine Lockerung beobachtet. Daher wurde beschlossen, das Walzen bei 100–105 N durchzuführen. Nach dem Testen des Etikettenpapiers auf der Maschine verbesserte sich die Ebenheit des Etikettenpapiers auf dem Kern und es gab keine Probleme mit welligen Kanten oder gelockerten Kernen.

Durch Anpassen des Nylonkerns von einem Innendurchmesser von 150 mm, einer Wandstärke von 10 mm und einem Außendurchmesser von 160 mm auf einen Innendurchmesser von 150 mm, einer Wandstärke von 15 mm und einem Außendurchmesser von 165 mm bestätigten Maschinentests, dass die Wellung nach dem Schneiden des Etikettenpapiers auf dem Kern in kleine Blätter im Wesentlichen gleichmäßig war. Mit zunehmender Wandstärke musste die Materialverbindungszeit entsprechend verlängert werden, es gab jedoch keine wesentliche Veränderung beim verbleibenden Material.

Daraus lässt sich schließen, dass ein Nylonkern mit einem Innendurchmesser von 150 mm, einer Wandstärke von 10 mm und einem Außendurchmesser von 160 mm die maschinelle Anpassungsfähigkeit erfüllen kann.

Abschluss

Durch die Online-Kontrolle der Fehlerlänge und die Steuerung der Spleißung während des Schlitzens konnte durch die Produktoptimierung die Anzahl der Spleißungen effektiv reduziert und die nutzbare Menge an Walzprodukten direkt erhöht werden. verbesserte Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit sowie das Aufrollen gewickelter Rollen; die Auswirkungen von Temperatur- und Feuchtigkeitsänderungen in der Trocken- und Regenzeit auf Produkte geklärt; homogenisierte die Variation bei den Rollenwechseln; und stellte sicher, dass durch diese Faktoren verursachte Variablen berücksichtigt wurden. Die Wiederverwendbarkeit von Nylonmaterial und die Praktikabilität von Kernen mit einer Wandstärke von 10 mm zur Erfüllung der Produktionsanforderungen wurden bestätigt.

Durch präzise Produktionssteuerung und fortschrittliche Sensor- und Bilderkennungstechnologie können durch die Optimierung von Schneidalgorithmen und Steuerungsstrategien eine genaue Fehlererkennung und eine präzise Längenkontrolle erreicht werden, was nicht nur die Produktqualität verbessert, sondern auch die Produktionskosten und den Materialverbrauch senkt und so die nachhaltige Entwicklung des Unternehmens stark unterstützt.

In Zukunft werden wir durch kontinuierliche technologische Weiterentwicklung sowie Innovationen und Anstrengungen des Unternehmens die Auslastung von Walzprodukten effektiver und effizienter steigern und so der Fertigungsindustrie größere Vorteile und einen höheren Wert bringen.