西門子紙袋包裝機(jī)控制系統(tǒng)解決方案

       隨著人們環(huán)保意識(shí)的提升以及國(guó)家限塑令的頒布，不僅 在咖啡行業(yè)，紙袋消費(fèi)逐漸取代塑料包裝，被應(yīng)用在越來(lái)越 多的消費(fèi)場(chǎng)景下，如商超購(gòu)物和外賣快餐等。

　　根據(jù)資料顯示，2021年全球紙袋機(jī)市場(chǎng)規(guī)模大約為50億 元(人民幣)，預(yù)計(jì)2028年將達(dá)到86億元。目前歐洲是全球 最大的紙袋機(jī)市場(chǎng)，但相信在不久的將來(lái)，中國(guó)將成為全球 最大的紙袋機(jī)市場(chǎng)。

　　1 小紙袋，大學(xué)問(wèn)

　　紙袋雖然普通，但有著非常細(xì)致的分類，按日常用途，一般 可分為購(gòu)物袋、干果袋、服裝袋、休閑食品袋、面包袋、嘔吐袋、 垃圾袋等;按照制作工藝，一般可分為單張禮盒袋、尖底紙袋、無(wú) 繩方底紙袋、有繩手提紙袋等。

　　如此繁多的種類，為紙袋包裝機(jī)廠商帶來(lái)許多挑戰(zhàn)：

　　(1)柔性化差

　　個(gè)性化紙袋愈發(fā)受到消費(fèi)者青睞，小批量、多品種的訂單越 來(lái)越多。這就要求紙袋機(jī)具備方便換型、“一鍵”變規(guī)格、集成多 種袋型生產(chǎn)單元等柔性化生產(chǎn)功能。

　　(2)前后端自動(dòng)化程度低

　　紙袋包裝行業(yè)的高速發(fā)展，導(dǎo)致了行業(yè)內(nèi)高技術(shù)操作人員的 短缺，同時(shí)，紙袋機(jī)前端換料、后端紙袋包裝、檢測(cè)、打包等環(huán)節(jié) 目前還嚴(yán)重依賴人工，導(dǎo)致紙袋生產(chǎn)商成本居高不下。因此，紙袋 機(jī)自動(dòng)化程度迫切需要進(jìn)一步提高，做到簡(jiǎn)單易用，維護(hù)方便。

　　(3)材料浪費(fèi)嚴(yán)重

　　紙袋生產(chǎn)商要求盡可能減少原材料的浪費(fèi)，因此紙袋機(jī)在生 產(chǎn)帶色標(biāo)的紙袋時(shí)需要在最短的時(shí)間內(nèi)完成穩(wěn)定的色標(biāo)糾偏，將試 運(yùn)行紙袋(無(wú)效紙袋)數(shù)量盡量減少，從而提升紙張利用率，降低 生產(chǎn)成本。

　　(4)設(shè)備投入市場(chǎng)時(shí)間長(zhǎng)

　　在進(jìn)行技術(shù)升級(jí)、開發(fā)新樣機(jī)過(guò)程中， 紙袋機(jī)OEM需要紙袋 機(jī)解決方案提供方能夠支持他們完成精準(zhǔn)選型、快速樣機(jī)驗(yàn)證及程

　　序開發(fā)等，盡可能縮短新設(shè)備投入市場(chǎng)的時(shí)間。

　　2 紙袋機(jī)如何生產(chǎn)紙袋

　　紙袋機(jī)主要分為帶手把紙袋機(jī)和無(wú)繩紙袋機(jī)。

　　全自動(dòng)帶手把方底紙袋機(jī)主要由手挽機(jī)、貼把機(jī)、和主機(jī)等 三部分組成，其中手挽機(jī)將成卷圓繩和貼片卷筒紙制成手把，通過(guò) 一系列的輸送裝置將成型的手把送到貼把工位。

　　貼把工位將原色或印刷好的卷筒紙進(jìn)行貼片位點(diǎn)斷、貼片位 涂膠、自動(dòng)粘貼手把，再由主機(jī)將貼有手把的紙張進(jìn)行涂邊膠、成 型紙筒、底部壓痕、切斷牽引、切刀切斷、折底成型并輸送出袋， 整個(gè)制袋過(guò)程可一次性完成。

　　具體工藝流程可參考圖1所示。

圖 1 全自動(dòng)帶手把方底紙袋機(jī)工藝流程圖

　　其中主機(jī)工藝流程中的步驟三和步驟五最容易產(chǎn)生材料浪 費(fèi)，同時(shí)也是小批量，多品種紙袋的關(guān)鍵轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)。在圖中沒有被 展現(xiàn)的前端和后端步驟，例如上料還有打包目前對(duì)人工的依賴程度 普遍還比較嚴(yán)重，自動(dòng)化程度低。

　　而不論是主機(jī)，手挽機(jī)還是貼把機(jī)，每一個(gè)工藝步驟在正式 投入生產(chǎn)或者技術(shù)升級(jí)之前都需要經(jīng)歷設(shè)備調(diào)試，而這往往需要耗 費(fèi)大量的人工和時(shí)間。

　　全自動(dòng)無(wú)繩方底紙袋機(jī)相比帶手把方底紙袋機(jī)少了手挽和貼 把部分，機(jī)械機(jī)構(gòu)和工藝流程更簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率更高，主機(jī)部分的 功能及工藝實(shí)現(xiàn)和帶手把方底紙袋中的主機(jī)是一樣的。

　　在機(jī)械設(shè)備中，控制系統(tǒng)是不可缺少的一部分，那么紙袋機(jī) 設(shè)備的核心技術(shù)有哪些呢?

       3 紙袋機(jī)設(shè)備三大核心技術(shù)

　　(1)不停機(jī)切換袋長(zhǎng)，提高生產(chǎn)效率

　　紙袋機(jī)的切斷工藝是一種典型的橫切應(yīng)用，如圖2所示， 針對(duì)無(wú)標(biāo)原紙，通過(guò)規(guī)劃2條運(yùn)動(dòng)凸輪曲線，在生產(chǎn)加工運(yùn)行 中，當(dāng)檢測(cè)到紙袋長(zhǎng)度變化后，即開始進(jìn)行新規(guī)格切刀運(yùn)行曲 線的規(guī)劃和切換，避免了降速或停機(jī)，從而提高了生產(chǎn)效率。

切刀

圖 2 紙袋機(jī)的切斷工藝是一種典型的橫切應(yīng)用

　　(2)開發(fā)多種追標(biāo)方式，提高調(diào)試效率

　　針對(duì)有色標(biāo)的原紙生產(chǎn)，需要在色標(biāo)處進(jìn)行切斷作業(yè)，即 當(dāng)色標(biāo)到達(dá)切刀正下方時(shí)，刀也要到達(dá)切斷處，為了實(shí)現(xiàn)這一 需求，在高速探針傳感器檢測(cè)到色標(biāo)時(shí)，控制系統(tǒng)需要進(jìn)行運(yùn) 算并控制刀軸進(jìn)行對(duì)應(yīng)相位的調(diào)整。為了滿足不同用戶的操作 習(xí)慣和減少材料浪費(fèi)，紙袋機(jī)解決方案提供方需要開發(fā)多種追 標(biāo)算法，提高不同原紙的調(diào)試效率。

圖 3 有色標(biāo)原紙的追標(biāo)與切斷

　　(3)迭代升級(jí)，提高柔性化

　　隨著消費(fèi)升級(jí)和大眾審美的提升，紙袋機(jī)設(shè)備機(jī)械和工藝 也需迭代升級(jí)，針對(duì)需要增加印刷單元、自動(dòng)對(duì)版和自動(dòng)上下 料等柔性化需求，紙袋機(jī)解決方案提供方需要提供豐富的軟硬 件產(chǎn)品，以滿足用戶的多樣化和柔性化需求。

　　4 小結(jié)

　　面對(duì)不斷進(jìn)化的市場(chǎng)和越來(lái)越多樣以及嚴(yán)苛的客戶需求， 紙袋包裝機(jī)的解決方案也需要快速革新，做到與時(shí)俱進(jìn)。作為 制造行業(yè)的引領(lǐng)者，西門子以專業(yè)而豐富的技術(shù)能力，賦予紙 袋包裝機(jī)強(qiáng)大的性能優(yōu)勢(shì)，并在洶涌浪潮中拔得頭籌。