Il settore della produzione di stoviglie monouso sta cambiando rapidamente. Le fabbriche vogliono più produzione, migliore qualità e meno rifiuti. Molti paesi ora hanno nuove regole contro la plastica. Allo stesso tempo, il costo del lavoro aumenta. Quindi i profitti del cartone sono molto importanti in questo momento. Esistono già molte nuove tecnologie. Ma passare da un vecchio sistema meccanico a un sistema completamente servo-è l'aggiornamento migliore. UNMacchina completa per la produzione di piatti di carta con servomotoriaiuta a produrre un modo chiaro. Innanzitutto, consente di risparmiare più energia rispetto alle macchine più vecchie. In secondo luogo, richiede meno manutenzione. In terzo luogo, il controllo intelligente dell'intero processo. Questi vantaggi vanno oltre la velocità.
Il passaggio fondamentale dalla meccanica al servoazionamento
Per vederne i vantaggi, bisogna prima comprendere i problemi delle vecchie macchine. Il vecchio piatto di carta solitamente utilizza un motore principale. Il motore ha molti ingranaggi, cinghie, catene e alberi a camme. Le parti si sfregano insieme. Questo sfregamento spreca energia. Nel tempo, può anche portare a errori temporali. Tuttavia, una macchina per la produzione di piatti di carta con servomotori completi utilizza servomotori separati per ciascuna azione principale. Questi includono l'alimentazione, la modellatura, la potatura e l'impilamento.
Il nuovo design non necessita delle vecchie parti di trasmissione. La ricerca sulle transazioni IEEE nel settore dell'elettronica industriale mostra che i servoazionamenti diretti possono ridurre la perdita di energia. Possono aumentare l'efficienza della macchina dal 20% al 30%. Possono anche ridurre il consumo di energia fino al 40%% (IEEE, 2022). Poiché non esiste alcun collegamento fisico, l'energia va direttamente nello stampo. L'attrito non spreca energia. Di conseguenza, questa macchina è più efficace nel convertire l’elettricità in lavoro utile rispetto alle macchine più vecchie.
Sincronizzazione di precisione e riduzione degli sprechi
L'efficienza della carta non è solo un ciclo minuto-per-minuto. Riguarda anche il tasso di rendimento. Il materiale di scarto significa perdita di denaro. Ciò è particolarmente vero quando cambiano i prezzi della pasta di carta. Le vecchie macchine spesso non sono sincronizzate perché le loro parti si usurano. Ciò può comportare un taglio inadeguato, una cattiva formatura e l'obsolescenza del prodotto.
La servotecnologia risolve questo problema tramite la camma elettronica e il feedback-in tempo reale. Ogni servomotore ha un encoder. Questo codificatore fornisce feedback sulla posizione molte volte al secondo. Su una macchina continua dotata di servomotore completo, ciò rende l'unità di fustellatura-completamente sincronizzata con l'alimentazione della carta. Funziona a qualsiasi velocità. Secondo uno studio pubblicato sul Journal of Manufacturing Systems, i dispositivi di servocontrollo riducono lo spreco di materiale in media del 15%. Questo è paragonato alle macchine di cronometraggio meccaniche. Ciò è dovuto alla migliore precisione e ripetibilità del posizionamento (Elsevier, 2023). Questa precisione trasforma ogni pezzetto di materia prima in qualcosa che puoi vendere. Aumentando così direttamente la produttività.
Ottimizzazione energetica attraverso la gestione intelligente del carico
I costi energetici sono una componente importante dei costi operativi nella produzione continua. Le vecchie macchine hanno sempre utilizzato quasi la stessa potenza. Il motore principale deve funzionare continuamente per far girare tutte le parti meccaniche. Ciò accade anche quando la macchina è inattiva o non caricata.
I servosistemi funzionano diversamente. Usano solo molta elettricità al lavoro. Durante il tempo di inattività o la fase di coppia bassa-, il motore entra in uno stato di bassa-potenza o rigenerativo. Inoltre, i moderni servoamplificatori possono condividere l'energia tra gli assi. Ad esempio, l'energia frenante di un motore può essere utilizzata per accelerarne un altro. Uno studio pubblicato sull’International Journal of Advanced Manufacturing Technology mostra che la completa servoautomazione può far risparmiare dal 25% al 50% del consumo energetico per unità. Ciò dipende dalle caratteristiche di occupazione e di carico (Springer, 2023). Per una fabbrica con più linee di produzione, ciò significa una minore impronta di carbonio e bollette più basse. Di conseguenza, la macchina per la produzione di piatti di carta con servomotori completi costituisce una parte importante dei piani di produzione sostenibile.
Riduci al minimo i tempi di inattività attraverso la manutenzione predittiva e la meccanica semplificata
I tempi di inattività non pianificati compromettono l’efficienza della produzione. I vecchi macchinari necessitano di regolare lubrificazione, tensionamento delle cinghie, cambi di marcia e regolazione delle camme. La produzione si interrompe ad ogni riparazione. Per ogni riparazione sono necessari lavoratori qualificati.
Ci sono molte meno parti mobili Una macchina completa per la produzione di piatti di carta con servomotori. Di conseguenza, riduce significativamente la manutenzione. Non c'era cintura elastica. Non ci sono catene allungabili. Non esistono fotocamere indossabili. Le riparazioni si sono spostate dalla riparazione delle parti danneggiate al monitoraggio dei dati del software. I moderni servocontrollori monitorano la coppia, la temperatura e le vibrazioni. Ciò consente ai predittori di individuare i problemi prima che danneggino la macchina. Secondo la Society of Manufacturing Engineers, i tempi di inattività non pianificati negli stabilimenti dotati di tutte-macchine servo sono diminuiti del 35%. Hanno inoltre dedicato il 60% di tempo in meno alle riparazioni meccaniche (SME, 2024). Questo tempo di attività più elevato migliora direttamente l'efficacia complessiva del dispositivo. Quindi la velocità teorica della macchina diventa la produzione effettiva.
Flessibilità e capacità di cambio rapido
La domanda di piatti di carta sta cambiando sempre di più. Le fabbriche spesso hanno bisogno di cambiare dimensioni, forme e modelli. Sulle macchine più vecchie la sostituzione richiede molto tempo. I lavoratori devono scambiare le marce, regolare le posizioni delle camme e ricalibrare le bielle. L'operazione può richiedere ore.
Su una macchina interamente servoassistita-, la commutazione è prevalentemente digitale. L'operatore seleziona semplicemente una nuova ricetta di prodotto dallo schermo HMI. I servomotori si spostano quindi alla nuova impostazione. Gli strumenti fisici cambiano sempre più facilmente. La sincronizzazione elettronica può essere regolata immediatamente. Ciò consente alle fabbriche di effettuare piccoli ordini senza perdere efficienza. Possono anche rispondere alle tendenze del mercato più velocemente rispetto ai concorrenti che utilizzano sistemi più vecchi. Questa capacità di mantenere tassi di utilizzo elevati per molti tipi di prodotti è un'efficienza a livello di sistema-. Trascende le macchine e influenza l’intero modello di business.
Conclusione
Oggi l’industria dei piatti di carta richiede un’automazione avanzata. Le aziende che vogliono un vantaggio devono adottarlo. La macchina per la produzione di piatti di carta con servomotori completi migliora l'efficienza produttiva in un modo a tutto tondo-. Risparmia energia. Riduce lo spreco di materiali. Riduce gli interventi di manutenzione. Inoltre, rende le operazioni più flessibili. La servotecnologia libera le prestazioni della macchina dai limiti meccanici. Di conseguenza, i produttori possono ottenere una produzione più elevata e sostenibile. Inoltre costano meno durante la vita della macchina. Ciò è stato confermato anche da studi tecnici condotti su riviste-reviewed. I risultati mostrano che la completa integrazione dei servo migliora tutti gli indicatori chiave di prestazione. Per le aziende alla ricerca di nuovi investimenti, la prova è chiara. I sistemi servo-hanno una migliore efficienza a lungo termine-e adattabilità in un mercato in evoluzione.
Riferimenti
IEEE. (2022). Sistemi di collegamento meccanico "Servoazionamento ed efficienza energetica" nella produzione discreta."Transazioni IEEE sull'elettronica industriale, 69(4), 3842-3851.
Elsevier (2023). "Ottimizzazione della resa del materiale durante la formazione ad alta velocità della gobba di elettroni."Giornale dei sistemi di produzione, 67, 112-124.
Springer nel 2023. "Sistemi di azionamento rigenerativi e recupero di energia nelle macchine per l'imballaggio: una revisione completa."Il giornale internazionale della tecnologia di produzione avanzata, 124, 2105-2122.
4.Società degli ingegneri di produzione (2024). "Impatto della servoautomazione sull'efficacia complessiva delle apparecchiature nella produzione di beni di consumo."Documento tecnico per le PMI, TP24-108.