Kontrola formowania gorącego końca butelek szklanych

W ciągu ostatnich kilku lat najwięksi na świecie browary i użytkownicy opakowań szklanych domagali się znacznej redukcji śladu węglowego materiałów opakowaniowych, wpisując się w megatrend ograniczania zużycia tworzyw sztucznych i zmniejszania zanieczyszczenia środowiska. Przez długi czas zadaniem formowania gorącego końca było dostarczenie jak największej liczby butelek do pieca do wyżarzania, bez większej troski o jakość produktu, o co chodziło głównie o zimny koniec. Podobnie jak dwa różne światy, gorący i zimny koniec są całkowicie oddzielone przez piec do wyżarzania jako linię podziału. Dlatego w przypadku problemów z jakością prawie nie ma terminowej i skutecznej komunikacji ani informacji zwrotnych od zimnego końca do gorącego końca; lub istnieje komunikacja lub informacja zwrotna, ale skuteczność komunikacji nie jest wysoka ze względu na opóźnienie czasu pracy pieca do wyżarzania. Dlatego, aby mieć pewność, że produkty wysokiej jakości trafiają do maszyny napełniającej, w strefie zimnej lub podczas kontroli jakości magazynu, zostaną znalezione tace, które zostały zwrócone przez użytkownika lub które wymagają zwrotu.
Dlatego szczególnie ważne jest, aby na czas rozwiązać problemy z jakością produktu na gorącym końcu, pomóc sprzętowi formierskiemu zwiększyć prędkość maszyny, uzyskać lekkie szklane butelki i zmniejszyć emisję dwutlenku węgla.
Aby pomóc przemysłowi szklanemu osiągnąć ten cel, firma XPAR z Holandii pracuje nad rozwojem coraz większej liczby czujników i systemów, które są stosowane do formowania na gorąco szklanych butelek i puszek, ponieważ informacje przesyłane przez czujniki jest spójny i skuteczny.Wyższa niż dostawa ręczna!

W procesie formowania występuje zbyt wiele czynników zakłócających, które wpływają na proces produkcji szkła, takich jak jakość stłuczki szklanej, lepkość, temperatura, jednorodność szkła, temperatura otoczenia, starzenie się i zużycie materiałów powłokowych, a nawet olejowanie, zmiany w produkcji, zatrzymanie/start Konstrukcja urządzenia lub butelki może mieć wpływ na proces. Logicznie rzecz biorąc, każdy producent szkła stara się zintegrować te nieprzewidywalne zaburzenia, takie jak stan porcji (waga, temperatura i kształt), obciążenie porcji (prędkość, długość i czas przybycia), temperatura (surowiej, pleśń itp.), stempel/rdzeń , matryca), aby zminimalizować wpływ na formowanie, poprawiając w ten sposób jakość szklanych butelek.
Dokładna i aktualna wiedza na temat stanu porcji, załadunku porcji, temperatury i jakości butelek stanowi podstawową podstawę do produkcji lżejszych, mocniejszych, pozbawionych wad butelek i puszek przy wyższych prędkościach maszyny. Wychodząc od informacji otrzymywanych w czasie rzeczywistym przez czujnik, rzeczywiste dane produkcyjne służą do obiektywnej analizy tego, czy w przyszłości pojawią się wady butelek i puszek, zamiast różnych subiektywnych ocen ludzi.
W tym artykule skupimy się na tym, jak zastosowanie czujników typu hot-end może pomóc w produkcji lżejszych i mocniejszych słoików szklanych oraz słoików o niższym wskaźniku defektów, przy jednoczesnym zwiększeniu prędkości maszyny.

W tym artykule skupimy się na tym, jak zastosowanie czujników typu hot-end może pomóc w produkcji lżejszych i mocniejszych szklanych słoików z mniejszą liczbą defektów, przy jednoczesnym zwiększeniu prędkości maszyny.

1. Kontrola gorącego końca i monitorowanie procesu

Dzięki czujnikowi hot-endu do kontroli butelek i puszek można wyeliminować główne defekty hotendu. Jednak czujniki typu hot-end do kontroli butelek i puszek nie powinny być używane wyłącznie do kontroli typu hot-end. Podobnie jak w przypadku każdej maszyny kontrolnej, zarówno gorącej, jak i zimnej, żaden czujnik nie jest w stanie skutecznie sprawdzić wszystkich defektów, to samo dotyczy czujników typu hot-end. A ponieważ każda wyprodukowana butelka lub puszka niezgodna ze specyfikacją już marnuje czas i energię produkcji (oraz generuje CO2), celem i zaletą czujników typu hot-end jest zapobieganie defektom, a nie tylko automatyczna kontrola wadliwych produktów.
Głównym celem kontroli butelek za pomocą czujników typu hot-end jest wyeliminowanie krytycznych defektów oraz zebranie informacji i danych. Co więcej, poszczególne butelki można sprawdzać zgodnie z wymaganiami klienta, co daje dobry przegląd danych dotyczących wydajności jednostki, każdej porcji lub sortownika. Eliminacja głównych defektów, w tym zalewania i sklejania na gorąco, zapewnia, że ​​produkty przechodzą przez sprzęt do natryskiwania na gorąco i kontrolę na zimno. Dane dotyczące wydajności ubytków dla każdej jednostki oraz każdej porcji lub wlewu można wykorzystać do skutecznej analizy przyczyn źródłowych (uczenie się, zapobieganie) i szybkiego działania zaradczego w przypadku pojawienia się problemów. Szybkie podjęcie działań naprawczych przez hotend w oparciu o informacje w czasie rzeczywistym może bezpośrednio poprawić wydajność produkcji, co jest podstawą stabilnego procesu formowania.

2. Zmniejsz czynniki zakłócające

Powszechnie wiadomo, że wiele czynników zakłócających (jakość stłuczki, lepkość, temperatura, jednorodność szkła, temperatura otoczenia, niszczenie i zużycie materiałów powłokowych, a nawet olejowanie, zmiany w produkcji, jednostki stop/start lub konstrukcja butelki) wpływa na rzemiosło produkujące szkło. Te czynniki zakłócające są podstawową przyczyną zmienności procesu. Im większej liczbie czynników zakłócających poddawany jest proces formowania, tym więcej powstaje defektów. Sugeruje to, że zmniejszenie poziomu i częstotliwości czynników zakłócających w dużym stopniu przyczyni się do osiągnięcia celu, jakim jest wytwarzanie lżejszych, mocniejszych, wolnych od wad i szybszych produktów.
Na przykład, gorący koniec zazwyczaj kładzie duży nacisk na oliwienie. Rzeczywiście, oliwienie jest jednym z głównych czynników zakłócających proces formowania szklanych butelek.

Istnieje kilka różnych sposobów ograniczenia zakłóceń procesu poprzez olejowanie:

A. Ręczne olejowanie: Stwórz standardowy proces SOP, ściśle monitoruj wpływ każdego cyklu olejowania, aby poprawić olejowanie;

B. Używaj automatycznego systemu smarowania zamiast ręcznego smarowania: W porównaniu z ręcznym smarowaniem, automatyczne smarowanie może zapewnić stałą częstotliwość olejowania i efekt smarowania.

C. Minimalizuj olejowanie stosując automatyczny system smarowania: zmniejszając częstotliwość olejowania zadbaj o spójność efektu olejowania.

Stopień redukcji zakłóceń procesu spowodowanych zaolejeniem jest rzędu a

3. Obróbka powoduje, że źródło wahań procesu powoduje, że rozkład grubości ścianek szkła jest bardziej równomierny
Obecnie, aby poradzić sobie z wahaniami w procesie formowania szkła spowodowanymi powyższymi zakłóceniami, wielu producentów szkła zużywa więcej płynu szklanego do produkcji butelek. Aby spełnić wymagania klientów o grubości ścianki 1 mm i osiągnąć rozsądną wydajność produkcji, specyfikacje projektowe dotyczące grubości ścianki wahają się od 1,8 mm (proces rozdmuchu małymi ustami) do nawet ponad 2,5 mm (proces rozdmuchu i rozdmuchu).
Celem tej zwiększonej grubości ścianki jest uniknięcie wadliwych butelek. Na początku, kiedy przemysł szklarski nie był w stanie obliczyć wytrzymałości szkła, ta zwiększona grubość ścianki kompensowała nadmierną zmienność procesu (lub niski poziom kontroli procesu formowania) i była łatwo zakłócana przez producentów opakowań szklanych i ich klientów, co akceptowali.
Ale w rezultacie każda butelka ma bardzo różną grubość ścianki. Dzięki systemowi monitoringu czujnika podczerwieni na hot endzie wyraźnie widać, że zmiany w procesie formowania mogą prowadzić do zmian w grubości ścianki butelki (zmiana rozkładu szkła). Jak pokazano na poniższym rysunku, rozkład szkła dzieli się zasadniczo na dwa następujące przypadki: rozkład wzdłużny szkła i rozkład poprzeczny. Z analizy licznych wyprodukowanych butelek można zauważyć, że rozkład szkła stale się zmienia , zarówno w pionie, jak i w poziomie. Aby zmniejszyć wagę butelki i zapobiec defektom, powinniśmy te wahania ograniczać lub unikać. Kontrolowanie dystrybucji stopionego szkła jest kluczem do produkcji lżejszych i mocniejszych butelek i puszek przy wyższych prędkościach, z mniejszą liczbą defektów lub nawet bliską zeru. Sterowanie dystrybucją szkła wymaga ciągłego monitorowania produkcji butelek i puszek oraz pomiaru procesu operatora na podstawie zmian w dystrybucji szkła.

4. Zbieraj i analizuj dane: twórz inteligencję AI
Używanie coraz większej liczby czujników pozwoli na gromadzenie coraz większej ilości danych. Inteligentne łączenie i analizowanie tych danych zapewnia więcej lepszych informacji umożliwiających skuteczniejsze zarządzanie zmianami w procesach.
Ostateczny cel: stworzenie dużej bazy danych dostępnych w procesie formowania szkła, umożliwiającej systemowi klasyfikację i łączenie danych oraz tworzenie najbardziej efektywnych obliczeń w pętli zamkniętej. Dlatego musimy podejść do sprawy bardziej przyziemnie i zacząć od rzeczywistych danych. Na przykład wiemy, że dane dotyczące ładunku lub temperatury są powiązane z danymi butelki. Znając tę ​​zależność, możemy kontrolować ładunek i temperaturę w taki sposób, aby produkować butelki z mniejszymi zmianami w rozkładzie szkła, tak aby Wady zostały zredukowane. Ponadto niektóre dane zimnego końca (takie jak pęcherzyki, pęknięcia itp.) mogą również wyraźnie wskazywać zmiany procesu. Korzystanie z tych danych może pomóc w zmniejszeniu odchyleń procesu, nawet jeśli nie zostaną one zauważone na gorącym końcu.

Dlatego po zarejestrowaniu w bazie danych tych danych procesowych, inteligentny system AI może automatycznie podjąć odpowiednie środki zaradcze, gdy system czujników typu hot-end wykryje defekty lub stwierdzi, że dane dotyczące jakości przekraczają ustawioną wartość alarmową. 5. Twórz SOP oparte na czujnikach lub automatyzuj proces formowania form

Po użyciu czujnika powinniśmy zorganizować różne działania produkcyjne w oparciu o informacje dostarczane przez czujnik. Za pomocą czujników można zaobserwować coraz więcej rzeczywistych zjawisk produkcyjnych, a przesyłane informacje są wysoce redukcyjne i spójne. Jest to bardzo ważne dla produkcji!

Czujniki stale monitorują stan porcji (waga, temperatura, kształt), ładunek (prędkość, długość, czas przybycia, pozycja), temperaturę (preg, matryca, stempel/rdzeń, matryca) w celu monitorowania jakości butelki. Wszelkie różnice w jakości produktu mają swoją przyczynę. Gdy znana jest przyczyna, można ustalić i zastosować standardowe procedury operacyjne. Stosowanie SOP ułatwia produkcję fabryki. Z opinii klientów wiemy, że rzeczywiście uważają, że rekrutacja nowych pracowników na gorącym końcu jest coraz łatwiejsza dzięki czujnikom i standardowym procedurom operacyjnym.

Idealnie byłoby, gdyby automatyzacja była stosowana w miarę możliwości, zwłaszcza gdy zestawów maszynowych jest coraz więcej (np. 12 zestawów maszyn 4-spadowych, gdzie operator nie jest w stanie dobrze kontrolować 48 gniazd). W tym przypadku czujnik obserwuje, analizuje dane i dokonuje niezbędnych korekt, przekazując dane do systemu pomiaru czasu. Ponieważ sprzężenie zwrotne działa samodzielnie za pośrednictwem komputera, można je dostosować w ciągu milisekund, czego nigdy nie będą w stanie zrobić nawet najlepsi operatorzy/eksperci. W ciągu ostatnich pięciu lat dostępne było automatyczne sterowanie w zamkniętej pętli (gorący koniec) umożliwiające kontrolowanie masy porcji, odstępów butelek na przenośniku, temperatury formy, skoku stempla rdzeniowego i wzdłużnego rozkładu szkła. Można przewidzieć, że w najbliższej przyszłości dostępnych będzie więcej pętli kontrolnych. Z obecnego doświadczenia wynika, że ​​stosowanie różnych pętli sterowania może w zasadzie dawać te same pozytywne efekty, takie jak zmniejszenie wahań procesu, mniejsze wahania w dystrybucji szkła i mniej defektów w szklanych butelkach i słoikach.

Aby osiągnąć lżejszą, mocniejszą, (prawie) pozbawioną defektów, szybszą i wydajniejszą produkcję, w tym artykule przedstawiamy kilka sposobów, aby to osiągnąć. Jako członek branży opakowań szklanych podążamy za megatrendem ograniczania zanieczyszczeń tworzywami sztucznymi i środowiskiem oraz przestrzegamy jasnych wymagań głównych winiarni i innych użytkowników opakowań szklanych, aby znacząco zmniejszyć ślad węglowy branży materiałów opakowaniowych. Dla każdego producenta szkła produkcja lżejszych, mocniejszych i (prawie) wolnych od wad szklanych butelek przy wyższych prędkościach maszyny może prowadzić do większego zwrotu z inwestycji przy jednoczesnej redukcji emisji dwutlenku węgla.