آشنایی با قطعات دستگاه بسته بندی و عملکرد هر یک

دستگاه بسته بندی از چه قطعاتی تشکیل شده است؟

دستگاه بسته بندی متشکل از قطعات مکانیکی، الکترونیکی، کنترلی و در برخی مدل‌ها پنوماتیکی تشکیل شده است که هر یک وظیفه مشخصی در فرآیند بسته‌بندی دارند. عملکرد دستگاه از ورود محصول آغاز خواهد شد و بعد از از توزین یا اندازه‌گیری، پر کردن، دوخت، برش و چاپ اطلاعات روی بسته به پایان می‌رسد. 

شاسی دستگاه بسته بندی؛ ستون اصلی استحکام و دقت عملکرد

شاسی، به عنوان اسکلت اصلی دستگاه بسته بندی است و تمام قطعات روی آن نصب می‌شوند به همین خاطر استحکام و کیفیت آن نقش مهمی در عملکرد صحیح دستگاه دارد. شاسی معمولاً از آهن، استیل 304 یا استیل 316 ساخته می‌شود و برای صنایع غذایی و دارویی، استیل به خاطر مقاومت بالا در برابر رطوبت و خوردگی، انتخاب مناسب‌تری است.

ضخامت و کیفیت ساخت شاسی باید مورد توجه باشد. در دستگاه‌های ارزان‌ قیمت اغلب از پروفیل‌های نازک‌تر استفاده می‌شود که در سرعت‌های بالا دچار لرزش می‌شوند. بهتر است علاوه بر جنس شاسی، کیفیت جوشکاری، ضخامت پروفیل و طراحی مهندسی آن نیز از فاکتورهای مهم انتخاب یک دستگاه بسته بندی باکیفیت محسوب شود.

سیستم PLC؛ مغز متفکر دستگاه بسته بندی

PLC کنترل و هماهنگی تمام قسمت‌های دستگاه بسته بندی را بر عهده دارد و با دریافت اطلاعات از سنسورها، فرمان لازم را به موتور، سیستم توزین، فک دوخت و دیگر قطعات ارسال می‌کند. سرعت، دقت و هماهنگی عملکرد دستگاه تا حد زیادی به کیفیت PLC وابسته است. 

از مزیت‌های PLCهای باکیفیت، می توان به امکان ارتقا و اتصال به تجهیزات جانبی مانند جت پرینتر، تاریخ‌زن، نوار نقاله و سیستم‌های مانیتورینگ است. در مقابل، بروز خطاهای مکرر، ریست شدن دستگاه، تاخیر در اجرای فرمان‌ها یا قطع ارتباط با HMI می‌تواند از علائم خرابی PLC یا برنامه کنترلی آن باشد. 

صفحه HMI (نمایشگر لمسی)؛ مرکز کنترل اپراتور

صفحه HMI به عنوان رابط کاربری دستگاه بسته بندی است و به اپراتور این اجازه را می‌دهد تا تنظیمات مختلف مانند وزن، سرعت، دمای دوخت و دیگر پارامترهای دستگاه را به‌ راحتی کنترل کند. همچنین اطلاعاتی مانند وضعیت عملکرد دستگاه، تعداد بسته‌های تولیدشده، خطاها و آلارم‌ها از طریق این نمایشگر قابل مشاهده است.

در مقایسه با پنل‌های دکمه‌ای قدیمی، HMI کار با دستگاه را راحت‌تر و سریع‌تر می‌کند و احتمال خطای اپراتور را کاهش می‌دهد. ذخیره چندین دستور تولید برای محصولات مختلف و نمایش پیام‌های خطا جهت عیب‌یابی سریع‌تر از مزیت این صفحه است.

لودسل؛ مهم‌ترین قطعه برای توزین دقیق

لودسل وظیفه تبدیل وزن محصول به سیگنال الکتریکی را بر عهده دارد و با قرار گرفتن زیر مخزن یا سیستم توزین، میزان فشار وارد شده را اندازه‌گیری خواهد کرد و اطلاعات را به کنترلر دستگاه ارسال می‌کند تا مقدار دقیق محصول داخل بسته تنظیم شود.

این دستگاه در مدل‌های مختلفی مانند لودسل تک‌محور، خمشی و فشاری استفاده می‌شوند و انتخاب نوع مناسب آن به ظرفیت توزین و طراحی دستگاه بستگی دارد. کاهش دقت لودسل معمولاً به دلیل عواملی مانند ضربه، لرزش دستگاه، تغییرات دما، رطوبت، نصب نادرست یا کالیبراسیون اشتباه اتفاق می‌افتد.

سیستم توزین؛ قلب دستگاه بسته بندی وزنی

سیستم توزین اندازه‌گیری دقیق مقدار محصول پیش از بسته‌بندی را انجام می دهد و اغلب از قطعاتی مانند لودسل، کنترلر توزین، قیف، سنسورها و مکانیزم تخلیه تشکیل شده است و با ارسال اطلاعات دقیق به PLC، مقدار هر بسته را کنترل می‌کند.

سیستم‌های توزین بسته به نوع دستگاه می‌توانند تک هد یا چند هد باشند. فاکتورهایی مانند کیفیت لودسل، لرزش دستگاه، تنظیمات نرم‌افزاری، کالیبراسیون و شرایط محیطی روی دقت توزین تاثیر می‌گذارند.

تابلو برق دستگاه بسته بندی؛ مرکز توزیع و کنترل انرژی

تابلو برق جهت تامین، کنترل و محافظت از جریان برق قطعات مختلف در نظر گرفته شده است معمولاً شامل تجهیزاتی مانند اینورتر، کنتاکتور، فیوز، رله، منبع تغذیه و تجهیزات حفاظتی است که هماهنگی بین موتور، PLC، سنسورها و سایر اجزای الکتریکی را فراهم می‌کنند.

کیفیت طراحی و سیم‌کشی تابلو برق تأثیر مستقیمی بر عملکرد و عمر دستگاه دارد. استفاده از سیم‌کشی استاندارد، نظم در نصب قطعات و انتخاب تجهیزات مناسب منجر به کاهش خطاهای برقی و جلوگیری از توقف‌های ناگهانی می‌شود. در مقابل، تابلوهای برق غیراستاندارد می‌توانند باعث نوسان برق، سوختن قطعات الکترونیکی، اختلال در PLC و افزایش هزینه‌های تعمیرات شوند. 

سروو موتور و الکتروموتور؛ تامین‌ کننده حرکت دستگاه

موتورهای دستگاه بسته بندی در زمینه ایجاد حرکت در بخش‌هایی مانند سیستم کشش فیلم، نوار نقاله، مکانیزم دوخت و بخش‌های متحرک دستگاه در نظر گرفته شده است. الکتروموتورهای معمولی برای کاربردهای ساده‌تر با سرعت ثابت مناسب هستند، ولی سروو موتور به خاطر کنترل دقیق موقعیت، سرعت و شتاب، در دستگاه‌هایی که به دقت بالاتری نیاز دارند استفاده می‌شود.

انتخاب بین سروو موتور و الکتروموتور به نوع دستگاه، سرعت تولید و میزان دقت مورد نیاز بستگی دارد. در دستگاه‌های پیشرفته بسته بندی، استفاده از سروو موتور منجر به افزایش دقت طول بسته، هماهنگی بهتر بین قطعات و کاهش خطاهای تولید می‌شود. 

گیربکس؛ انتقال قدرت با دقت بالا

گیربکس یکی از قطعات مکانیکی و موظف به انتقال و تنظیم قدرت موتور می‌باشد و با کاهش یا افزایش سرعت چرخش موتور، نیروی مناسب را برای بخش‌هایی مانند نوار نقاله، سیستم کشش فیلم و مکانیزم‌های حرکتی فراهم می‌کند. گیربکس‌ها در مدل‌هایی مانند حلزونی، هلیکال و خورشیدی استفاده می‌شوند که انتخاب آن‌ها به نوع دستگاه و میزان دقت و گشتاور مورد نیاز بستگی دارد.

خرابی گیربکس معمولاً با نشانه‌هایی مانند صدای غیرعادی، افزایش لرزش، کاهش قدرت انتقال حرکت، داغ شدن بیش از حد یا نشتی روغن مشخص می‌شود. 

سیستم پنوماتیک؛ تامین نیروی حرکتی قطعات

سیستم پنوماتیک جهت ایجاد حرکت سریع و دقیق قطعاتی مانند فک دوخت، جک‌ها و مکانیزم‌های باز و بسته‌ شونده استفاده می‌شود. این سیستم از بخش‌هایی مانند کمپرسور هوا، واحد مراقبت (FRL)، شیر برقی، جک پنوماتیک، شیلنگ و اتصالات تشکیل شده است که وظیفه تامین، تنظیم و انتقال هوای فشرده را بر عهده دارند.

عملکرد صحیح سیستم پنوماتیک به کیفیت هوای ورودی وابسته است. معمولاً فشار هوای مورد نیاز دستگاه‌های بسته بندی در محدوده ۶ تا ۸ بار تنظیم می‌شود و کاهش یا افزایش آن می‌تواند باعث اختلال در عملکرد قطعات شود. 

المنت و سیستم دوخت؛ تضمین کیفیت بسته بندی

سیستم دوخت وظیفه بسته شدن صحیح و جلوگیری از باز شدن بسته‌ها را بر عهده دارد. این سیستم متشکل از قطعاتی مانند المنت حرارتی، فک دوخت، ترموکوپل و کنترلر دما است که با ایجاد حرارت و فشار مناسب، لایه‌های فیلم بسته بندی را به یکدیگر متصل می‌کنند.

کیفیت دوخت به فاکتورهایی مانند دمای المنت، فشار فک‌ها، زمان تماس و نوع فیلم بسته بندی بستگی دارد. تنظیم نادرست دما می‌تواند باعث سوختگی فیلم یا باز شدن درز بسته شود. 

نوار نقاله؛ انتقال محصول بین بخش‌های مختلف

نوار نقاله انتقال محصول بین مراحل مختلف تولید و بسته بندی را بر عهده دارد. این بخش می‌تواند محصول را از قسمت تغذیه به بخش بسته بندی، دوخت یا خروجی دستگاه منتقل کند و نقش مهمی در افزایش سرعت و هماهنگی خط تولید دارد.

نوار نقاله‌ها با توجه به نوع محصول و کاربرد، در مدل‌هایی مانند تسمه‌ای، زنجیری و رولری طراحی می‌شوند. جنس تسمه نیز معمولاً از موادی مانند PVC ،PU یا لاستیک صنعتی انتخاب می‌شود که باید با شرایط کاری و نوع محصول سازگار باشد. 

سنسورها؛ چشم‌های دستگاه بسته بندی

سنسورها تشخیص وضعیت قطعات و ارسال اطلاعات به سیستم کنترل دستگاه را انجام می‌دهد و به همین خاطر به‌ عنوان چشم دستگاه بسته بندی شناخته می‌شوند. سنسورهای رایج شامل سنسور نوری، سنسور مجاورتی، سنسور تشخیص رنگ و سنسور موقعیت هستند که برای تشخیص وجود محصول، کنترل حرکت فیلم، تنظیم موقعیت بسته و هماهنگی مراحل مختلف استفاده می‌شوند.

تنظیم نادرست سنسورها می‌تواند باعث بروز خطاهایی مانند توقف بی‌دلیل دستگاه، برش اشتباه فیلم، جابه‌جایی محل دوخت، تشخیص نادرست محصول یا کاهش سرعت تولید شود. 

تاریخ‌زن؛ ثبت اطلاعات تولید روی بسته

تاریخ‌زن جهت چاپ اطلاعاتی مانند تاریخ تولید، تاریخ انقضا، شماره سری ساخت و اطلاعات متغیر محصول روی بسته‌ها استفاده می‌شود. انتخاب نوع تاریخ‌زن به جنس بسته، سرعت تولید و نوع چاپ مورد نیاز بستگی دارد.

از رایج‌ترین انواع تاریخ‌زن می‌توان به تاریخ‌زن حرارتی، مکانیکی و جت پرینتر اشاره کرد. در مدل‌های حرارتی، اطلاعات با استفاده از ریبون و حرارت روی بسته چاپ می‌شود، در حالی که جت پرینتر با پاشش جوهر، قابلیت چاپ اطلاعات بیشتر و متغیر را دارد. 

جت پرینتر؛ چاپ اطلاعات متغیر روی بسته بندی

جت پرینتر برای درج اطلاعات متغیر مانند تاریخ تولید، تاریخ انقضا، شماره سریال، بارکد و کد رهگیری روی انواع بسته بندی استفاده می‌شود. برخلاف تاریخ‌زن‌های ساده که معمولاً برای چاپ اطلاعات ثابت کاربرد دارند، جت پرینتر امکان تغییر سریع اطلاعات و چاپ در سرعت‌های بالای تولید را فراهم می‌کند.

کیفیت چاپ جت پرینتر به عواملی مانند نوع دستگاه، کیفیت جوهر، تنظیم هد چاپ و شرایط محیطی بستگی دارد. این تجهیزات برای چاپ روی سطوح مختلف مانند پلاستیک، فلز، شیشه و کارتن کاربرد دارند. 

رول بازکن و رول جمع‌کن فیلم

رول بازکن و رول جمع‌کن فیلم برای تامین و هدایت صحیح لفاف بسته بندی در نظر گرفته شده است. رول بازکن، فیلم بسته بندی را به‌ صورت کنترل‌ شده وارد مسیر دستگاه می‌کند و رول جمع‌کن نیز فیلم اضافی یا لایه پشتیبان را جمع‌آوری می‌کند تا فرآیند بسته بندی بدون توقف انجام شود.

سیستم کنترل کشش فیلم، میزان سفتی و حرکت لفاف را تنظیم می‌کند تا از مشکلاتی مانند چروک شدن فیلم، پارگی، تغییر طول بسته یا جابه‌جایی محل دوخت جلوگیری شود. تنظیم نادرست کشش یا هماهنگ نبودن سرعت رول بازکن با سیستم کشش دستگاه، می‌تواند کیفیت نهایی بسته بندی را کاهش دهد. 

سیستم کشش فیلم

سیستم کشش فیلم جهت حرکت دادن لفاف بسته بندی با سرعت و طول مشخص در نظر گرفته شده است و تاثیر مستقیمی بر اندازه و ظاهر نهایی بسته دارد. این سیستم معمولاً از قطعاتی مانند تسمه‌های کشنده، غلتک‌ها و در دستگاه‌های پیشرفته‌تر سروو موتور کشش تشکیل می‌شود.

در دستگاه‌های ساده‌تر، تسمه‌های کشنده فیلم را با حرکت مکانیکی جابه‌جا می‌کنند، اما در مدل‌های مجهز به سروو کشش، کنترل سرعت و موقعیت فیلم با دقت بالاتری انجام می‌شود.

فک‌های دوخت افقی و عمودی

فک‌های دوخت از طریق اعمال حرارت و فشار کنترل‌ شده، لایه‌های فیلم را به یکدیگر متصل می‌کنند. در دستگاه‌های عمودی معمولاً فک دوخت عمودی، محل اتصال طولی بسته را ایجاد می‌کند و فک‌های افقی برای دوخت ابتدا و انتهای بسته به کار می‌روند.

تنظیم صحیح فک‌های دوخت شامل کنترل دمای المنت، میزان فشار فک، زمان تماس و هماهنگی با حرکت فیلم است. تنظیم نامناسب می‌تواند منجر به مشکلاتی مانند باز شدن دوخت، سوختگی یا چروک شدن فیلم، ایجاد نشتی در بسته و کاهش کیفیت ظاهری محصول شود. 

قیف، مخزن و سیستم انتقال مواد

قیف، مخزن و سیستم انتقال مواد وظیفه ذخیره، هدایت و انتقال محصول به بخش بسته بندی را بر عهده دارند. طراحی این بخش با توجه به نوع محصول (پودری، گرانولی یا قطعه‌ای) متفاوت است و تاثیر مستقیمی بر سرعت و یکنواختی تغذیه دستگاه دارد.

قیف‌ها معمولاً از جنس استیل ضدزنگ ساخته می‌شوند و در مدل‌های مختلف مانند قیف ساده، قیف مجهز به ویبراتور و قیف‌های مخصوص مواد چسبنده طراحی می‌شوند. 

اینورتر؛ کنترل سرعت موتور

اینورتر کنترل سرعت و دور موتور را بر عهده دارد و با تنظیم فرکانس برق ورودی، امکان تغییر سرعت بخش‌هایی مانند نوار نقاله، سیستم کشش فیلم و دیگر موتورهای دستگاه را فراهم می‌کند.

استفاده از اینورتر منجر می‌شود حرکت دستگاه روان‌تر شده، راه‌اندازی موتور با فشار کمتری انجام شود و مصرف انرژی نیز بهینه‌تر شود. همچنین اپراتور می‌تواند سرعت عملکرد دستگاه را متناسب با نوع محصول و ظرفیت تولید تنظیم کند. انتخاب اینورتر باید با توجه به توان موتور، شرایط کاری و قابلیت‌های مورد نیاز انجام شود. خرابی یا تنظیم نادرست اینورتر می‌تواند منجر به توقف موتور، کاهش سرعت دستگاه، خطا در حرکت قطعات و افزایش استهلاک تجهیزات شود.

قطعات ایمنی دستگاه بسته بندی

قطعات ایمنی در دستگاه بسته بندی جهت جلوگیری از آسیب به اپراتور، کاهش خطرات کاری و محافظت از تجهیزات در شرایط غیرعادی استفاده می‌شوند. کلید اضطراری امکان توقف سریع دستگاه در مواقع خطر را فراهم می‌کند، محافظ‌های اپراتور از تماس ناخواسته با بخش‌های متحرک مانند فک دوخت و سیستم کشش جلوگیری می‌کنند و سنسورهای ایمنی در صورت باز شدن محافظ یا وجود مانع، عملکرد دستگاه را متوقف می‌کنند.

سیستم ارت نیز با انتقال جریان‌های نشتی به زمین، خطر برق‌گرفتگی و آسیب به قطعات الکترونیکی را کاهش می‌دهد. رعایت استانداردهای ایمنی ماشین‌آلات مانند طراحی مناسب حفاظ‌ها، نصب تجهیزات توقف اضطراری و استفاده از قطعات استاندارد، نقش مهمی در افزایش ایمنی و طول عمر دستگاه دارد

کدام قطعات دستگاه بسته‌بندی بیشترین استهلاک را دارند؟

قطعاتی که در دستگاه بسته بندی به‌ صورت دائمی حرکت می‌کنند، حرارت تولید می‌کنند یا با محصول و فیلم در تماس هستند، بیشترین میزان استهلاک را دارند. زمان تعویض این قطعات به فاکتورهای مختلف مانند نوع دستگاه، میزان کارکرد، شرایط محیطی و کیفیت قطعه بستگی دارد، ولی برنامه سرویس منظم می‌تواند از خرابی‌های ناگهانی جلوگیری کند.

جهت افزایش عمر دستگاه، بهتر است سرویس‌های دوره‌ای شامل بررسی اتصالات، روغن‌کاری قطعات متحرک، کنترل فشار هوا، تمیزکاری سنسورها و بررسی کیفیت دوخت به‌ صورت منظم انجام شود. برای آشنایی با زمان‌بندی سرویس‌های دوره‌ای، روش‌های عیب‌یابی و افزایش طول عمر تجهیزات، پیشنهاد می‌کنیم راهنمای سرویس و نگهداری دستگاه بسته بندی را مطالعه کنید.