การควบคุมการขึ้นรูปด้วยความร้อนสำหรับขวดแก้ว

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ผู้ผลิตเบียร์รายใหญ่และผู้ใช้บรรจุภัณฑ์แก้วต่างเรียกร้องให้ลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ของวัสดุบรรจุภัณฑ์ลงอย่างมาก ตามแนวโน้มสำคัญในการลดการใช้พลาสติกและลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม เป็นเวลานานแล้วที่งานขึ้นรูปปลายร้อนคือส่งขวดไปยังเตาหลอมให้ได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยไม่ต้องคำนึงถึงคุณภาพของผลิตภัณฑ์มากนัก ซึ่งส่วนใหญ่เป็นกังวลเรื่องความเย็นเป็นหลัก เช่นเดียวกับโลกสองใบที่แตกต่างกัน ปลายร้อนและเย็นถูกแยกออกจากกันโดยสิ้นเชิงด้วยเตาหลอมเป็นเส้นแบ่ง ดังนั้น ในกรณีของปัญหาด้านคุณภาพ แทบจะไม่มีการสื่อสารหรือการตอบกลับจากระบบเย็นไปยังระบบที่ร้อนอย่างทันท่วงทีและมีประสิทธิภาพ หรือมีการสื่อสารหรือตอบรับแต่ประสิทธิภาพของการสื่อสารไม่สูงนักเนื่องจากความล่าช้าของเวลาเตาหลอม ดังนั้นเพื่อให้แน่ใจว่าผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงถูกป้อนเข้าเครื่องบรรจุ ในพื้นที่ห้องเย็นหรือการควบคุมคุณภาพของคลังสินค้า จะพบถาดที่ผู้ใช้ส่งคืนหรือจำเป็นต้องส่งคืน
ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องแก้ไขปัญหาคุณภาพของผลิตภัณฑ์ได้ทันเวลาในช่วงที่ร้อน ช่วยให้อุปกรณ์การขึ้นรูปเพิ่มความเร็วของเครื่องจักร ได้ขวดแก้วน้ำหนักเบา และลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน
เพื่อช่วยให้อุตสาหกรรมแก้วบรรลุเป้าหมายนี้ บริษัท XPAR จากเนเธอร์แลนด์ได้ทำงานเพื่อพัฒนาเซ็นเซอร์และระบบมากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งนำไปใช้กับการขึ้นรูปขวดแก้วและกระป๋องด้วยความร้อน เนื่องจากข้อมูลที่ส่งโดยเซ็นเซอร์ มีความสม่ำเสมอและมีประสิทธิภาพสูงกว่าการจัดส่งด้วยตนเอง!

มีปัจจัยรบกวนมากเกินไปในกระบวนการขึ้นรูปที่ส่งผลต่อกระบวนการผลิตแก้ว เช่น คุณภาพเศษแก้ว ความหนืด อุณหภูมิ ความสม่ำเสมอของกระจก อุณหภูมิโดยรอบ อายุและการสึกหรอของวัสดุเคลือบ และแม้แต่การหยอดน้ำมัน การเปลี่ยนแปลงการผลิต การหยุด/สตาร์ท การออกแบบตัวเครื่องหรือขวดอาจส่งผลต่อกระบวนการได้ ตามหลักเหตุผลแล้ว ผู้ผลิตแก้วทุกรายพยายามที่จะบูรณาการการรบกวนที่คาดเดาไม่ได้เหล่านี้ เช่น สถานะของ gob (น้ำหนัก อุณหภูมิ และรูปร่าง) การโหลด gob (ความเร็ว ความยาว และเวลาที่ตำแหน่งมาถึง) อุณหภูมิ (สีเขียว แม่พิมพ์ ฯลฯ) การเจาะ/แกน , ตาย) เพื่อลดผลกระทบต่อการขึ้นรูปซึ่งจะช่วยปรับปรุงคุณภาพของขวดแก้ว
ความรู้ที่ถูกต้องและทันท่วงทีเกี่ยวกับสถานะ gob การโหลด gob อุณหภูมิ และคุณภาพขวดเป็นพื้นฐานพื้นฐานสำหรับการผลิตขวดและกระป๋องที่เบา แข็งแรง ไร้ข้อบกพร่องด้วยความเร็วของเครื่องจักรที่สูงขึ้น เริ่มต้นจากข้อมูลแบบเรียลไทม์ที่เซ็นเซอร์ได้รับ ข้อมูลการผลิตจริงจะถูกนำมาใช้ในการวิเคราะห์อย่างเป็นกลางว่าจะมีขวดในภายหลังและอาจมีข้อบกพร่องหรือไม่ แทนที่จะตัดสินตามอัตนัยต่างๆ ของผู้คน
บทความนี้จะเน้นไปที่การใช้เซ็นเซอร์ปลายร้อนสามารถช่วยสร้างขวดแก้วและโหลแก้วที่เบากว่าและแข็งแรงขึ้น โดยมีอัตราของเสียลดลง ในขณะที่เพิ่มความเร็วของเครื่องจักร

บทความนี้จะเน้นไปที่วิธีที่การใช้เซ็นเซอร์ปลายร้อนสามารถช่วยผลิตขวดแก้วที่เบากว่าและแข็งแรงขึ้น โดยมีอัตราของเสียน้อยลง ในขณะที่เพิ่มความเร็วของเครื่องจักร

1. การตรวจสอบปลายร้อนและการตรวจสอบกระบวนการ

ด้วยเซ็นเซอร์ปลายร้อนสำหรับขวดและสามารถตรวจสอบได้ ข้อบกพร่องสำคัญๆ ในส่วนปลายร้อนสามารถกำจัดได้ แต่เซ็นเซอร์ปลายร้อนสำหรับการตรวจสอบขวดและกระป๋องไม่ควรใช้สำหรับการตรวจสอบปลายร้อนเท่านั้น เช่นเดียวกับเครื่องตรวจสอบใดๆ ไม่ว่าจะร้อนหรือเย็น ไม่มีเซ็นเซอร์ใดสามารถตรวจสอบข้อบกพร่องทั้งหมดได้อย่างมีประสิทธิภาพ และเช่นเดียวกันกับเซ็นเซอร์ปลายร้อน และเนื่องจากขวดหรือกระป๋องที่ผลิตนอกมาตรฐานทุกขวดทำให้เสียเวลาและพลังงานในการผลิตไปโดยเปล่าประโยชน์ (และสร้างก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์) จุดเน้นและข้อดีของเซ็นเซอร์ปลายร้อนจึงอยู่ที่การป้องกันข้อบกพร่อง ไม่ใช่แค่การตรวจสอบผลิตภัณฑ์ที่บกพร่องโดยอัตโนมัติ
วัตถุประสงค์หลักของการตรวจสอบขวดด้วยเซ็นเซอร์ hot-end คือเพื่อกำจัดข้อบกพร่องร้ายแรงและรวบรวมข้อมูลและข้อมูล นอกจากนี้ สามารถตรวจสอบแต่ละขวดได้ตามความต้องการของลูกค้า ทำให้เห็นภาพรวมที่ดีของข้อมูลประสิทธิภาพของหน่วย แต่ละขวด หรืออันดับ การกำจัดข้อบกพร่องที่สำคัญ ซึ่งรวมถึงการเทและการติดที่ปลายร้อน ช่วยให้มั่นใจได้ว่าผลิตภัณฑ์จะผ่านสเปรย์ปลายร้อนและอุปกรณ์ตรวจสอบปลายเย็น ข้อมูลประสิทธิภาพการทำงานของฟันผุสำหรับแต่ละยูนิตและสำหรับแต่ละ gob หรือ runner สามารถใช้เพื่อการวิเคราะห์สาเหตุที่แท้จริง (การเรียนรู้ การป้องกัน) และการดำเนินการแก้ไขอย่างรวดเร็วเมื่อเกิดปัญหา การดำเนินการแก้ไขอย่างรวดเร็วด้วยฮอตเอนด์ตามข้อมูลแบบเรียลไทม์สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตได้โดยตรง ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับกระบวนการขึ้นรูปที่มีความเสถียร

2. ลดปัจจัยรบกวน

เป็นที่ทราบกันดีว่าปัจจัยรบกวนหลายประการ (คุณภาพของเศษแก้ว ความหนืด อุณหภูมิ ความเป็นเนื้อเดียวกันของแก้ว อุณหภูมิโดยรอบ การเสื่อมสภาพและการสึกหรอของวัสดุเคลือบ แม้แต่การหยอดน้ำมัน การเปลี่ยนแปลงการผลิต หน่วยหยุด/สตาร์ท หรือการออกแบบขวด) ส่งผลกระทบต่องานฝีมือการผลิตแก้ว ปัจจัยรบกวนเหล่านี้เป็นสาเหตุของความแปรผันของกระบวนการ และยิ่งมีปัจจัยรบกวนในกระบวนการขึ้นรูปมากเท่าไร ก็จะเกิดข้อบกพร่องมากขึ้นเท่านั้น สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าการลดระดับและความถี่ของปัจจัยรบกวนจะช่วยให้บรรลุเป้าหมายในการผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีน้ำหนักเบากว่า แข็งแรงกว่า ปราศจากข้อบกพร่อง และมีความเร็วสูงขึ้น
ตัวอย่างเช่น โดยทั่วไปแล้วปลายที่ร้อนจะเน้นไปที่การหยอดน้ำมันเป็นอย่างมาก แท้จริงแล้วการหยอดน้ำมันเป็นหนึ่งในสิ่งรบกวนหลักในกระบวนการขึ้นรูปขวดแก้ว

มีหลายวิธีในการลดการรบกวนของกระบวนการโดยการหยอดน้ำมัน:

A. การหยอดน้ำมันแบบแมนนวล: สร้างกระบวนการมาตรฐาน SOP ติดตามผลกระทบของรอบการหยอดน้ำมันแต่ละรอบอย่างเคร่งครัดเพื่อปรับปรุงการหยอดน้ำมัน

B. ใช้ระบบหล่อลื่นอัตโนมัติแทนการหยอดน้ำมันแบบแมนนวล: เมื่อเปรียบเทียบกับการหยอดน้ำมันแบบแมนนวล การหยอดน้ำมันแบบอัตโนมัติสามารถรับประกันความสม่ำเสมอของความถี่ในการหยอดน้ำมันและผลของการหยอดน้ำมัน

C. ลดการหยอดน้ำมันโดยใช้ระบบหล่อลื่นอัตโนมัติ: ในขณะเดียวกันก็ลดความถี่ของการหยอดน้ำมัน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าผลของการหยอดน้ำมันมีความสม่ำเสมอ

ระดับการลดการรบกวนกระบวนการเนื่องจากการหยอดน้ำมันอยู่ในลำดับของ a

3. การบำบัดทำให้เกิดความผันผวนของกระบวนการเพื่อให้ความหนาของผนังกระจกกระจายสม่ำเสมอมากขึ้น
ในปัจจุบัน เพื่อรับมือกับความผันผวนของกระบวนการขึ้นรูปแก้วที่เกิดจากการรบกวนข้างต้น ผู้ผลิตแก้วหลายรายจึงใช้ของเหลวที่ทำจากแก้วมากขึ้นในการผลิตขวด เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของลูกค้าที่มีความหนาของผนัง 1 มม. และบรรลุประสิทธิภาพการผลิตที่เหมาะสม ข้อกำหนดการออกแบบความหนาของผนังมีตั้งแต่ 1.8 มม. (กระบวนการเป่าด้วยแรงดันปากเล็ก) ไปจนถึงมากกว่า 2.5 มม. (กระบวนการเป่าและเป่า)
วัตถุประสงค์ของการเพิ่มความหนาของผนังนี้คือเพื่อหลีกเลี่ยงขวดที่ชำรุด ในช่วงแรกๆ เมื่ออุตสาหกรรมแก้วไม่สามารถคำนวณความแข็งแรงของแก้วได้ ความหนาของผนังที่เพิ่มขึ้นนี้จะช่วยชดเชยความแปรผันของกระบวนการที่มากเกินไป (หรือการควบคุมกระบวนการขึ้นรูปในระดับต่ำ) และผู้ผลิตภาชนะแก้วสามารถประนีประนอมได้ง่ายและลูกค้ายอมรับ
แต่ด้วยเหตุนี้ แต่ละขวดจึงมีความหนาของผนังที่แตกต่างกันมาก ด้วยระบบตรวจสอบเซ็นเซอร์อินฟราเรดที่ปลายร้อน เราจะเห็นได้อย่างชัดเจนว่าการเปลี่ยนแปลงในกระบวนการขึ้นรูปสามารถนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงความหนาของผนังขวด (การเปลี่ยนแปลงการกระจายตัวของแก้ว) ดังแสดงในรูปด้านล่าง การกระจายแก้วนี้โดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็นสองกรณีต่อไปนี้: การกระจายแก้วตามยาวและการกระจายด้านข้าง จากการวิเคราะห์ขวดจำนวนมากที่ผลิต จะเห็นได้ว่าการกระจายตัวของแก้วมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ทั้งแนวตั้งและแนวนอน เพื่อลดน้ำหนักของขวดและป้องกันข้อบกพร่อง เราควรลดหรือหลีกเลี่ยงความผันผวนเหล่านี้ การควบคุมการกระจายตัวของแก้วหลอมเหลวเป็นกุญแจสำคัญในการผลิตขวดและกระป๋องที่เบาและแข็งแรงขึ้นด้วยความเร็วสูง โดยมีข้อบกพร่องน้อยลงหรือเกือบเป็นศูนย์ด้วยซ้ำ การควบคุมการกระจายแก้วจำเป็นต้องมีการตรวจสอบขวดอย่างต่อเนื่อง และสามารถผลิตและตรวจวัดกระบวนการของผู้ปฏิบัติงานตามการเปลี่ยนแปลงในการกระจายแก้ว

4. รวบรวมและวิเคราะห์ข้อมูล: สร้างปัญญา AI
การใช้เซ็นเซอร์มากขึ้นจะรวบรวมข้อมูลมากขึ้นเรื่อยๆ การรวมและวิเคราะห์ข้อมูลนี้อย่างชาญฉลาดทำให้ได้ข้อมูลที่มากขึ้นและดียิ่งขึ้นเพื่อจัดการการเปลี่ยนแปลงกระบวนการได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
เป้าหมายสูงสุด: เพื่อสร้างฐานข้อมูลขนาดใหญ่ของข้อมูลที่มีอยู่ในกระบวนการขึ้นรูปแก้ว ช่วยให้ระบบสามารถจัดประเภทและผสานข้อมูล และสร้างการคำนวณแบบวงปิดที่มีประสิทธิภาพสูงสุด ดังนั้นเราจึงต้องลงสู่พื้นดินมากขึ้นและเริ่มจากข้อมูลจริง ตัวอย่างเช่น เรารู้ว่าข้อมูลการชาร์จหรือข้อมูลอุณหภูมิเกี่ยวข้องกับข้อมูลขวด เมื่อเราทราบความสัมพันธ์นี้แล้ว เราก็สามารถควบคุมประจุและอุณหภูมิในลักษณะที่เราผลิตขวดโดยมีการเปลี่ยนแปลงในการกระจายตัวของแก้วน้อยลง เพื่อให้ข้อบกพร่องลดลง นอกจากนี้ ข้อมูล Cold-end บางส่วน (เช่น ฟองอากาศ รอยแตกร้าว ฯลฯ) ยังสามารถระบุการเปลี่ยนแปลงกระบวนการได้อย่างชัดเจนอีกด้วย การใช้ข้อมูลนี้สามารถช่วยลดความแปรปรวนของกระบวนการได้ แม้ว่าจะไม่สังเกตเห็นที่จุดร้อนก็ตาม

ดังนั้นหลังจากที่ฐานข้อมูลบันทึกข้อมูลกระบวนการเหล่านี้แล้ว ระบบอัจฉริยะ AI จะสามารถให้มาตรการแก้ไขที่เกี่ยวข้องได้โดยอัตโนมัติ เมื่อระบบเซ็นเซอร์ฮอตเอนด์ตรวจพบข้อบกพร่องหรือพบว่าข้อมูลคุณภาพเกินค่าสัญญาณเตือนที่ตั้งไว้ 5. สร้าง SOP ที่ใช้เซ็นเซอร์หรือกระบวนการขึ้นรูปอัตโนมัติ

เมื่อใช้เซ็นเซอร์แล้ว เราควรจัดระเบียบมาตรการการผลิตต่างๆ ตามข้อมูลที่เซ็นเซอร์ให้มา เซ็นเซอร์สามารถมองเห็นปรากฏการณ์การผลิตจริงได้มากขึ้นเรื่อยๆ และข้อมูลที่ส่งจะลดลงและสม่ำเสมออย่างมาก นี่เป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับการผลิต!

เซ็นเซอร์จะตรวจสอบสถานะของขวดอย่างต่อเนื่อง (น้ำหนัก อุณหภูมิ รูปร่าง) การประจุ (ความเร็ว ความยาว เวลาที่มาถึง ตำแหน่ง) อุณหภูมิ (preg แม่พิมพ์ พันช์/แกน แม่พิมพ์) เพื่อตรวจสอบคุณภาพของขวด การเปลี่ยนแปลงคุณภาพผลิตภัณฑ์ใดๆ ก็มีเหตุผล เมื่อทราบสาเหตุแล้ว ก็จะสามารถสร้างและประยุกต์ใช้ขั้นตอนการปฏิบัติงานมาตรฐานได้ การใช้ SOP ทำให้การผลิตของโรงงานง่ายขึ้น เรารู้จากคำติชมของลูกค้าว่าพวกเขารู้สึกว่าการรับสมัครพนักงานใหม่ที่กำลังร้อนแรงได้ง่ายขึ้นเนื่องมาจากเซ็นเซอร์และ SOP

ตามหลักการแล้ว ควรใช้ระบบอัตโนมัติให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีชุดเครื่องจักรเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ (เช่น เครื่องจักรแบบ 4-drop จำนวน 12 ชุด ซึ่งผู้ปฏิบัติงานไม่สามารถควบคุมช่อง 48 ช่องได้ดี) ในกรณีนี้ เซ็นเซอร์จะสังเกต วิเคราะห์ข้อมูล และทำการปรับเปลี่ยนที่จำเป็นโดยการป้อนข้อมูลกลับไปยังระบบจับเวลาอันดับและรถไฟ เนื่องจากฟีดแบ็กทำงานด้วยตัวเองผ่านคอมพิวเตอร์ จึงสามารถปรับได้ในหน่วยมิลลิวินาที ซึ่งแม้แต่ผู้ปฏิบัติงาน/ผู้เชี่ยวชาญที่เก่งที่สุดก็ไม่สามารถทำได้ ในช่วงห้าปีที่ผ่านมา ระบบควบคุมอัตโนมัติแบบวงปิด (ฮอตเอ็นด์) ได้ถูกนำมาใช้เพื่อควบคุมน้ำหนักของถัง ระยะห่างของขวดบนสายพานลำเลียง อุณหภูมิของแม่พิมพ์ จังหวะการเจาะแกน และการกระจายตัวของแก้วตามยาว คาดการณ์ได้ว่าจะมีลูปควบคุมเพิ่มเติมในอนาคตอันใกล้นี้ จากประสบการณ์ปัจจุบัน การใช้ลูปควบคุมที่แตกต่างกันโดยทั่วไปสามารถสร้างผลลัพธ์เชิงบวกที่เหมือนกันได้ เช่น ลดความผันผวนของกระบวนการ การกระจายตัวของแก้วน้อยลง และข้อบกพร่องในขวดแก้วและขวดโหลน้อยลง

เพื่อให้บรรลุความปรารถนาในการผลิตที่เบากว่า แข็งแกร่งกว่า (เกือบ) ไร้ข้อบกพร่อง ความเร็วสูงกว่า และให้ผลผลิตสูงกว่า เราขอนำเสนอวิธีต่างๆ ที่จะบรรลุเป้าหมายดังกล่าวในบทความนี้ ในฐานะสมาชิกของอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์แก้ว เราติดตามแนวโน้มสำคัญในการลดมลพิษจากพลาสติกและสิ่งแวดล้อม และปฏิบัติตามข้อกำหนดที่ชัดเจนของโรงบ่มไวน์รายใหญ่และผู้ใช้บรรจุภัณฑ์แก้วอื่นๆ เพื่อลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ของอุตสาหกรรมวัสดุบรรจุภัณฑ์อย่างมีนัยสำคัญ และสำหรับผู้ผลิตแก้วทุกราย การผลิตขวดแก้วที่เบากว่า แข็งแรงกว่า (เกือบ) ปราศจากข้อบกพร่อง และด้วยความเร็วของเครื่องจักรที่สูงขึ้น สามารถสร้างผลตอบแทนจากการลงทุนได้มากขึ้นในขณะที่ลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไปด้วย