Máy đóng gói trục vít là nền tảng của việc đóng gói phần cứng và dây buộc tự động, cho phép các nhà sản xuất, nhà phân phối và nhà đóng gói theo hợp đồng đếm, cân và đóng gói vít, bu lông, đai ốc và các thành phần kim loại nhỏ tương tự với tốc độ và độ chính xác mà việc xử lý thủ công không thể sánh được. Cho dù bạn đang điều hành một nhà máy sản xuất dây buộc khối lượng lớn, quản lý một trung tâm phân phối phần cứng hay thiết lập một dây chuyền đóng gói lô nhỏ để sửa chữa đặc biệt, việc hiểu cách thức hoạt động của máy đóng gói trục vít, những loại có sẵn và thông số kỹ thuật nào xác định sự phù hợp của chúng đối với ứng dụng của bạn sẽ giúp bạn đưa ra quyết định đầu tư tốt hơn và tránh sự không phù hợp tốn kém giữa công suất máy và nhu cầu sản xuất. Hướng dẫn này bao gồm chủ đề ở độ sâu thực tế.
Về cốt lõi, máy đóng gói trục vít tự động hóa quá trình đo một số lượng ốc vít xác định - theo số lượng, trọng lượng hoặc cả hai - và phân phối số lượng đó vào túi, hộp, vỉ hoặc định dạng đóng gói công nghiệp hoặc bán lẻ khác. Điều này nghe có vẻ đơn giản nhưng thách thức nằm ở đặc tính vật lý của ốc vít và ốc vít: chúng nặng so với thể tích, chúng lồng vào nhau và rối, chúng có các đầu nhọn và ren bám vào các bề mặt truyền tải, đồng thời chúng có rất nhiều kích cỡ và hình dạng khác nhau, tất cả đều hoạt động khác nhau trong một hệ thống cấp liệu và đếm.
Việc đếm vít vào túi theo cách thủ công diễn ra chậm, có thể xảy ra lỗi của con người, đòi hỏi khắt khe về mặt công thái học và chi phí nhân công đắt đỏ ở bất kỳ khối lượng sản xuất đáng kể nào. Một người vận hành có thể đếm và đóng gói vít theo cách thủ công có thể tạo ra 200–400 bao mỗi giờ trong điều kiện tốt. Một máy đóng gói trục vít tự động được chỉ định phù hợp có thể sản xuất 800–3.000 bao mỗi giờ tùy thuộc vào kích thước vít, số lượng mục tiêu và dạng túi, với độ chính xác đếm thường vượt quá 99,9%. Trong quá trình sản xuất hàng triệu túi mỗi năm — vốn là điều thường xuyên xảy ra trong bất kỳ môi trường sản xuất phần cứng số lượng lớn nào — sự khác biệt về sản lượng, chi phí nhân công và độ chính xác của việc đếm đã kết hợp thành một trường hợp kinh doanh quan trọng cho tự động hóa.
Phương pháp mà máy đóng gói trục vít đo số lượng ốc vít đi vào mỗi gói là sự khác biệt kỹ thuật cơ bản nhất giữa các loại máy khác nhau và việc lựa chọn giữa việc đếm và cân có ý nghĩa quan trọng đối với tốc độ, độ chính xác, chi phí và sự phù hợp đối với các loại sản phẩm khác nhau.
Máy đóng gói đếm điện tử sử dụng cảm biến - thường là cảm biến quang hồng ngoại hoặc hệ thống phát hiện dựa trên rung động - để đếm từng vít khi chúng đi qua vùng phát hiện. Các vít được đưa vào một luồng đơn qua cảm biến, mỗi vít kích hoạt một xung đếm cho đến khi đạt được số lượng mục tiêu và lô được chuyển vào bao bì bên dưới. Máy đếm cung cấp số lượng sản phẩm chính xác, điều này rất quan trọng đối với bao bì bán lẻ khi số lượng gói được in trên nhãn và phải chính xác vì lý do quản lý và niềm tin của người tiêu dùng. Chúng hiệu quả nhất đối với các ốc vít có kích thước và hình học nhất quán, nơi có thể đạt được sự ổn định đáng tin cậy của sản phẩm trong hệ thống cấp liệu ở phía thượng nguồn của cảm biến.
Hạn chế của máy đếm là tốc độ: các vít phải lần lượt đi qua cảm biến (hoặc theo một luồng nhỏ xác định mà cảm biến có thể phân giải một cách đáng tin cậy), điều này đặt ra giới hạn trên cho tốc độ đếm. Đối với những vít nhỏ có số lượng lớn trên mỗi túi, điều này có thể trở thành nút thắt cổ chai. Đối với các ốc vít hoặc bu lông lớn trong đó các gói chứa tương đối ít chi tiết (ví dụ: 10 hoặc 20 bu lông lớn trên mỗi túi), máy đếm mang lại công suất và độ chính xác tuyệt vời.
Máy đóng gói dựa trên cân sử dụng cảm biến tải trọng chính xác để đo trọng lượng của từng lô vít thay vì đếm từng bộ phận riêng lẻ. Hình thức phức tạp nhất là cân định lượng kết hợp nhiều đầu, trong đó nhiều phễu cân đồng thời chứa các phần nhỏ của sản phẩm và hệ thống điều khiển của máy nhanh chóng xác định tổ hợp các phễu cân có trọng lượng tổng hợp gần nhất với trọng lượng mục tiêu. Bằng cách kết hợp các tải trọng phễu khác nhau thay vì nạp từ một luồng duy nhất, cân định lượng nhiều đầu đạt được độ chính xác trọng lượng mục tiêu trong phạm vi ±1–2 gram ngay cả ở tốc độ rất cao.
Việc cân nhanh hơn đáng kể so với việc đếm đối với các ứng dụng vít nhỏ, số lượng lớn và là phương pháp được ưu tiên cho các gói phần cứng số lượng lớn không yêu cầu số lượng chính xác nhưng trọng lượng gói phải nằm trong phạm vi chỉ định. Chuyển đổi từ trọng lượng sang số lượng — trong đó máy tính toán số lượng gần đúng của từng sản phẩm từ trọng lượng trung bình đã biết trên mỗi sản phẩm — cho phép máy cân hiển thị số lượng ước tính ngay cả khi phép đo chính là khối lượng. Hạn chế là độ chính xác của trọng lượng phụ thuộc vào tính nhất quán của trọng lượng vít riêng lẻ; sự thay đổi đáng kể về trọng lượng trục vít trong một lô (do dung sai sản xuất, kích cỡ hỗn hợp hoặc nhiễm bẩn) làm giảm độ tin cậy của việc chuyển đổi từ trọng lượng sang số lượng.
Ngoài việc phân biệt giữa việc đếm và cân, máy đóng gói trục vít còn có nhiều loại cấu hình khác nhau về mức độ tích hợp, tự động hóa và định dạng đóng gói mà chúng hỗ trợ.
Máy bán tự động tự động hóa chức năng đếm hoặc cân nhưng yêu cầu người vận hành đưa túi hoặc thùng chứa ra, bắt đầu chu trình chiết rót và lấy gói đã đổ đầy ra để niêm phong. Những máy này phù hợp cho các ứng dụng có khối lượng thấp hơn, cho các dây chuyền đóng gói thường xuyên thay đổi sản phẩm hoặc cho các doanh nghiệp cần hiệu quả chi phí của việc đếm tự động mà không cần đầu tư vốn vào dây chuyền tích hợp đầy đủ. Chúng thường bao gồm một bộ nạp dạng bát rung để điều chỉnh và cấp vít cho cảm biến đếm, một màn hình hiển thị để cài đặt số lượng mục tiêu và một máng xả sẽ giải phóng mẻ khi đạt đến số lượng. Người vận hành có kinh nghiệm có thể chạy máy đếm bán tự động với tốc độ 400–800 bao mỗi giờ tùy thuộc vào loại vít và số lượng mục tiêu.
Dây chuyền đóng gói trục vít hoàn toàn tự động tích hợp bộ phận đếm hoặc cân với máy đóng gói dạng đóng dấu dọc (VFFS) hoặc máy đóng gói dạng đóng dấu nằm ngang (HFFS) để tạo thành túi từ một cuộn phim, nhận lô đã đo, niêm phong túi và xả gói thành phẩm - tất cả đều không có sự can thiệp của người vận hành trong chu trình đóng dấu. Những dây chuyền này là cấu hình tiêu chuẩn cho việc đóng gói dây buộc khối lượng lớn với tốc độ 1.000 bao/giờ trở lên. Chúng yêu cầu diện tích lớn hơn, vốn đầu tư cao hơn và bảo trì lành nghề hơn so với máy bán tự động, nhưng tiết kiệm chi phí lao động và năng suất ở mức khối lượng phù hợp với khoản đầu tư cho bất kỳ hoạt động nào chạy nhiều hơn một ca hàng ngày.
Để đóng gói số lượng lớn tốc độ cao cho các ốc vít nhỏ — vít gỗ, vít tự khai thác, vít máy trong phạm vi M3–M8 — các cân định lượng kết hợp nhiều đầu gắn phía trên máy đóng bao VFFS là cấu hình ưu tiên. Các hệ thống này sử dụng 10, 14 hoặc 16 đầu cân được sắp xếp theo cấu hình hình nón, với sản phẩm được phân phối từ hình nón phân tán trung tâm đến các phễu cân riêng lẻ. Quá trình tính toán kết hợp diễn ra liên tục, xác định sự kết hợp phễu tối ưu nhiều lần trong một giây và hệ thống có thể đạt được độ chính xác trọng lượng mục tiêu là ±1% hoặc cao hơn ở tốc độ 30–60 chu kỳ mỗi phút — tương đương với 1.800–3.600 bao mỗi giờ đối với việc giảm từng bao.
| Đặc điểm kỹ thuật | Phạm vi điển hình | Những gì cần tìm |
| Tốc độ đếm/cân | 400 – 3.600 bao/giờ | Phù hợp với yêu cầu đầu ra trong ca của bạn với khoảng trống 20% |
| Đếm chính xác | ±0 đến ±1 chiếc (bộ đếm điện tử) | Lỗi đếm số 0 đối với gói bán lẻ; xác minh bằng việc dùng thử sản phẩm |
| Cân chính xác | ±1–3 g (cân định lượng nhiều đầu) | Phải đáp ứng trọng lượng tịnh đã công bố trên nhãn bao bì |
| Phạm vi kích thước sản phẩm | M2 – M20 (phụ thuộc vào máy) | Xác nhận khả năng tương thích của bộ nạp và cảm biến với phạm vi vít của bạn |
| Khả năng tương thích định dạng túi | Túi đựng gối, có viền, đáy phẳng, túi đựng đầu | Phù hợp với yêu cầu trưng bày bán lẻ hoặc đóng gói số lượng lớn của bạn |
| Thời gian chuyển đổi | 15 phút – 2 giờ | Quan trọng đối với các hoạt động có nhiều SKU; ưu tiên chuyển đổi không có công cụ |
| Hệ thống điều khiển | PLC với màn hình cảm ứng HMI | Lưu trữ công thức, ghi lỗi và khả năng chẩn đoán từ xa |
Hệ thống cấp liệu - cơ chế lấy vít từ phễu số lượng lớn và đưa chúng theo dòng được kiểm soát, định hướng đến cảm biến đếm hoặc phễu cân - là bộ phận thường xuyên gây ra các vấn đề về hiệu suất trong dây chuyền đóng gói trục vít. Bộ cấp liệu được thiết kế kém hoặc được cấu hình không chính xác sẽ khiến các vít bị rối, kẹt, bắc cầu qua máng cấp liệu hoặc xuất hiện trên cảm biến thành các cụm chồng chéo gây ra sai số. Đầu tư vào thiết kế máy cấp liệu phù hợp cho loại vít cụ thể của bạn cũng quan trọng như việc lựa chọn công nghệ đếm hoặc cân phù hợp.
Máy cấp liệu dạng bát rung là loại máy cấp liệu phổ biến nhất cho các ứng dụng đếm vít. Bộ cấp liệu dạng bát sử dụng một rãnh xoắn ốc rung bên trong một bát tròn để truyền vít lên và ra ngoài qua rãnh thoát, trong đó dụng cụ trên rãnh sẽ định hướng các vít theo hướng nhất quán (thường là hướng về phía trước hoặc hướng lên trên). Dụng cụ cấp liệu dạng bát phải được tùy chỉnh cho từng hình dạng vít - chiều rộng rãnh, vị trí lưỡi dao dụng cụ và tần số rung đều cần phải phù hợp với loại vít cụ thể đang chạy. Bộ cấp liệu dạng bát được trang bị cho vít đầu hình chảo M6 × 20 sẽ không xử lý đáng tin cậy các bu lông đầu lục giác M8 × 40 nếu không trang bị lại.
Đối với các ốc vít và bu lông lớn hơn mà việc định hướng bát rung là không thực tế, thì sử dụng bộ cấp liệu theo bậc và bộ cấp liệu bằng dây đai. Bộ cấp liệu theo bước sử dụng một loạt các giá chuyển động qua lại để nâng vít từ phễu chứa số lượng lớn đến điểm phân phối, dựa vào trọng lực và hình dạng của các bậc để định vị sản phẩm mà không cần định hướng chính xác. Bộ cấp liệu dạng bước chắc chắn, có thể xử lý nhiều kích cỡ vít khác nhau với mức điều chỉnh tối thiểu và ít bị kẹt với các vít dài hoặc nặng hơn so với bộ cấp liệu dạng bát. Hạn chế của chúng là không định hướng sản phẩm một cách nhất quán như bộ nạp dạng bát được trang bị tốt, điều này có thể ảnh hưởng đến độ tin cậy của cảm biến đếm đối với một số dạng hình học vít.
Trong hoạt động đóng gói phần cứng hiện đại, máy đóng gói trục vít hiếm khi hoạt động độc lập. Nó thường được tích hợp vào một dây chuyền sản xuất bao gồm cấp liệu và lưu trữ thượng nguồn, chính máy đóng gói và thiết bị dán nhãn, in ấn và đóng gói thứ cấp ở hạ nguồn. Hiểu cách kết nối các yếu tố này sẽ giúp người mua lập kế hoạch đầu tư toàn bộ dây chuyền thay vì phát hiện ra những lỗ hổng tích hợp sau khi mua và giao máy riêng lẻ.
Ghi nhãn nội tuyến - trong đó máy in nhãn áp dụng nhãn in cho từng túi thành phẩm ngay sau khi niêm phong - loại bỏ trạm dán nhãn riêng biệt và đảm bảo rằng mỗi túi đều mang dữ liệu sản xuất chính xác, theo thời gian thực bao gồm số lô, mã ngày và mã vạch. Hầu hết các bộ điều khiển máy đóng bao VFFS có thể cung cấp tín hiệu kích hoạt cho máy dán nhãn được đồng bộ hóa với chu trình xả túi. Đối với các gói bán lẻ yêu cầu thẻ tiêu đề hoặc lỗ treo, máy đóng bao VFFS có thể được trang bị bộ phận đục lỗ tạo ra lỗ treo trong quá trình tạo túi.
Đóng gói thứ cấp - tự động đối chiếu các túi thành phẩm vào thùng carton hoặc khay để phân phối - có thể được tích hợp với máy đóng gói thùng robot hoặc băng tải đối chiếu bán tự động cho các dây chuyền có khối lượng lớn. Đối với khối lượng thấp hơn, băng tải xả bằng trọng lực hoặc băng tải tích tụ các bao thành phẩm để đóng thùng thủ công là một bước trung gian thiết thực và tiết kiệm chi phí mà không cần đầu tư vốn cho một ô đóng gói thứ cấp bằng rô-bốt.
Máy đóng gói trục vít hoạt động trong môi trường có nhiều thành phần cơ khí và điện tử - bụi kim loại và mảnh vụn từ ốc vít tích tụ trên cảm biến và bộ phận chuyển động, đầu vít sắc nhọn ghi vào băng tải và lớp lót máng, và sự rung động liên tục của hệ thống cấp liệu làm tăng tốc độ mòn của dây buộc và ổ trục. Việc tính các yêu cầu bảo trì vào tổng chi phí tính toán quyền sở hữu là điều cần thiết để so sánh chính xác giữa các tùy chọn máy ở các mức giá khác nhau.
Bản quyền © Soontrue Huihe Automation Equipment (Shanghai) Co.,LtdĐã đăng ký Bản quyền.
英语
西班牙语
简体 中文
