التحكم في تشكيل النهاية الساخنة للزجاجات

على مدى السنوات القليلة الماضية، طالبت مصانع الجعة الكبرى ومستخدمو العبوات الزجاجية في العالم بتخفيضات كبيرة في البصمة الكربونية لمواد التعبئة والتغليف، في أعقاب الاتجاه الكبير المتمثل في الحد من استخدام البلاستيك والحد من التلوث البيئي. لفترة طويلة، كانت مهمة تشكيل الطرف الساخن هي توصيل أكبر عدد ممكن من الزجاجات إلى فرن التلدين، دون الاهتمام كثيرًا بجودة المنتج، والتي كانت في الأساس هي الاهتمام بالطرف البارد. مثل عالمين مختلفين، يتم فصل الأطراف الساخنة والباردة تمامًا بواسطة فرن التلدين كخط فاصل. ولذلك، في حالة مشاكل الجودة، لا يكاد يكون هناك أي اتصال أو ردود فعل فعالة وفي الوقت المناسب من الطرف البارد إلى الطرف الساخن؛ أو أن هناك اتصال أو ردود فعل، ولكن فعالية الاتصال ليست عالية بسبب تأخير وقت فرن التلدين. لذلك، من أجل ضمان تغذية منتجات عالية الجودة في آلة التعبئة، في منطقة الطرف البارد أو مراقبة الجودة في المستودع، سيتم العثور على الصواني التي يتم إرجاعها من قبل المستخدم أو التي يجب إرجاعها.
لذلك، من المهم بشكل خاص حل مشاكل جودة المنتج في الوقت المناسب عند النهاية الساخنة، ومساعدة معدات القولبة على زيادة سرعة الماكينة، وتحقيق زجاجات زجاجية خفيفة الوزن، وتقليل انبعاثات الكربون.
ومن أجل مساعدة صناعة الزجاج على تحقيق هذا الهدف، تعمل شركة XPAR الهولندية على تطوير المزيد والمزيد من أجهزة الاستشعار والأنظمة، والتي يتم تطبيقها على التشكيل الساخن للقوارير والعلب الزجاجية، لأن المعلومات التي تنتقل عن طريق أجهزة الاستشعار متسقة وفعالة.أعلى من التسليم اليدوي!

هناك العديد من العوامل المتداخلة في عملية التشكيل والتي تؤثر على عملية تصنيع الزجاج، مثل جودة الزجاج واللزوجة ودرجة الحرارة وتجانس الزجاج ودرجة الحرارة المحيطة وشيخوخة مواد الطلاء وتآكلها، وحتى التزييت وتغيرات الإنتاج والتوقف/البدء يمكن أن يؤثر تصميم الوحدة أو الزجاجة على العملية. منطقيًا، يسعى كل مصنع للزجاج إلى دمج هذه الاضطرابات التي لا يمكن التنبؤ بها، مثل حالة الكتلة (الوزن ودرجة الحرارة والشكل)، وتحميل الكتلة (السرعة والطول والموقع الزمني للوصول)، ودرجة الحرارة (الأخضر، والعفن، وما إلى ذلك)، والثقب/اللب ، يموت) لتقليل التأثير على القولبة، وبالتالي تحسين جودة الزجاجات.
تعد المعرفة الدقيقة وفي الوقت المناسب بحالة الكوب وتحميل الكوب ودرجة الحرارة وبيانات جودة الزجاجة الأساس الأساسي لإنتاج زجاجات وعلب أخف وأقوى وخالية من العيوب بسرعات أعلى للماكينة. بدءًا من المعلومات في الوقت الفعلي التي يتلقاها المستشعر، يتم استخدام بيانات الإنتاج الحقيقية للتحليل الموضوعي لما إذا كانت هناك عيوب في الزجاجة والعبوة لاحقًا، بدلاً من الأحكام الذاتية المختلفة للأشخاص.
ستركز هذه المقالة على كيف يمكن أن يساعد استخدام المستشعرات الساخنة في إنتاج مرطبانات زجاجية أخف وأقوى مع معدلات عيوب أقل، مع زيادة سرعة الماكينة.

ستركز هذه المقالة على كيف يمكن أن يساعد استخدام المستشعرات الساخنة في إنتاج أوعية زجاجية أخف وأقوى مع معدلات عيوب أقل، مع زيادة سرعة الماكينة.

1. فحص النهاية الساخنة ومراقبة العملية

مع جهاز الاستشعار الساخن لفحص الزجاجة والعلبة، يمكن إزالة العيوب الرئيسية في الطرف الساخن. ولكن لا ينبغي استخدام أجهزة الاستشعار الساخنة لفحص الزجاجة والعلبة فقط للفحص الساخن. كما هو الحال مع أي جهاز فحص، سواء كان ساخنًا أو باردًا، لا يمكن لأي مستشعر فحص جميع العيوب بشكل فعال، وينطبق الشيء نفسه على أجهزة الاستشعار الساخنة. وبما أن كل زجاجة أو علبة خارج المواصفات يتم إنتاجها تهدر بالفعل وقت الإنتاج والطاقة (وتولد ثاني أكسيد الكربون)، فإن التركيز وميزة أجهزة الاستشعار الساخنة ينصب على منع العيوب، وليس فقط الفحص التلقائي للمنتجات المعيبة.
الغرض الرئيسي من فحص الزجاجة باستخدام أجهزة الاستشعار الساخنة هو القضاء على العيوب الخطيرة وجمع المعلومات والبيانات. علاوة على ذلك، يمكن فحص الزجاجات الفردية وفقًا لمتطلبات العملاء، مما يوفر نظرة عامة جيدة على بيانات أداء الوحدة، كل مجموعة أو مصنف. إن التخلص من العيوب الرئيسية، بما في ذلك الصب واللصق بالطرف الساخن، يضمن مرور المنتجات عبر معدات فحص الطرف الساخن والطرف البارد. يمكن استخدام بيانات أداء التجويف لكل وحدة ولكل قطعة أو عداء لتحليل الأسباب الجذرية الفعالة (التعلم والوقاية) واتخاذ إجراءات علاجية سريعة عند ظهور المشكلات. يمكن أن يؤدي الإجراء العلاجي السريع من خلال الطرف الساخن استنادًا إلى المعلومات في الوقت الفعلي إلى تحسين كفاءة الإنتاج بشكل مباشر، وهو الأساس لعملية صب مستقرة.

2. تقليل عوامل التداخل

من المعروف أن العديد من العوامل المتداخلة (جودة كسارة الزجاج، اللزوجة، درجة الحرارة، تجانس الزجاج، درجة الحرارة المحيطة، تدهور وتآكل مواد الطلاء، حتى التزييت، تغيرات الإنتاج، وحدات التوقف/البدء أو تصميم الزجاجة) تؤثر على حرفة تصنيع الزجاج. عوامل التداخل هذه هي السبب الجذري لاختلاف العملية. وكلما زادت عوامل التداخل التي تتعرض لها عملية القولبة، كلما زاد ظهور العيوب. يشير هذا إلى أن تقليل مستوى وتواتر عوامل التداخل سيقطع شوطًا طويلًا نحو تحقيق هدف إنتاج منتجات أخف وأقوى وخالية من العيوب وعالية السرعة.
على سبيل المثال، تضع النهاية الساخنة بشكل عام الكثير من التركيز على التزييت. في الواقع، يعد التزييت أحد عوامل التشتيت الرئيسية في عملية تشكيل الزجاجة.

هناك عدة طرق مختلفة لتقليل اضطراب عملية التزييت:

أ. التزييت اليدوي: إنشاء عملية قياسية SOP، والمراقبة الصارمة لتأثير كل دورة تزييت لتحسين التزييت؛

ب. استخدم نظام التشحيم الأوتوماتيكي بدلاً من التزييت اليدوي: بالمقارنة مع التزييت اليدوي، يمكن للتزييت الأوتوماتيكي ضمان اتساق تردد التزييت وتأثير التزييت.

ج. تقليل التزييت باستخدام نظام التزييت الأوتوماتيكي: مع تقليل تكرار التزييت، ضمان اتساق تأثير التزييت.

تكون درجة تقليل تداخل العملية بسبب التزييت في حدود أ

3. يتسبب العلاج في تقلبات مصدر العملية لجعل توزيع سمك الجدار الزجاجي أكثر اتساقًا
الآن، من أجل التعامل مع التقلبات في عملية تشكيل الزجاج الناجمة عن الاضطرابات المذكورة أعلاه، يستخدم العديد من مصنعي الزجاج المزيد من السائل الزجاجي لصنع الزجاجات. من أجل تلبية مواصفات العملاء بسمك جدار يبلغ 1 مم وتحقيق كفاءة إنتاج معقولة، تتراوح مواصفات تصميم سمك الجدار من 1.8 مم (عملية النفخ بضغط الفم الصغير) إلى أكثر من 2.5 مم (عملية النفخ والنفخ).
الغرض من زيادة سمك الجدار هو تجنب الزجاجات المعيبة. في الأيام الأولى، عندما لم تتمكن صناعة الزجاج من حساب قوة الزجاج، عوضت زيادة سمك الجدار هذا عن التباين المفرط في العملية (أو المستويات المنخفضة للتحكم في عملية التشكيل) وكان من السهل اختراقها من قبل الشركات المصنعة للعبوات الزجاجية ويقبلها عملاؤها.
ولكن نتيجة لذلك، فإن كل زجاجة لها سمك جدار مختلف تمامًا. من خلال نظام مراقبة مستشعر الأشعة تحت الحمراء على الطرف الساخن، يمكننا أن نرى بوضوح أن التغييرات في عملية التشكيل يمكن أن تؤدي إلى تغييرات في سمك جدار الزجاجة (تغيير في توزيع الزجاج). كما هو موضح في الشكل أدناه، ينقسم هذا التوزيع الزجاجي بشكل أساسي إلى الحالتين التاليتين: التوزيع الطولي للزجاج والتوزيع الجانبي. ومن تحليل الزجاجات العديدة المنتجة، يمكن ملاحظة أن توزيع الزجاج يتغير باستمرار ، عموديا وأفقيا. ومن أجل تقليل وزن الزجاجة ومنع العيوب، يجب علينا تقليل أو تجنب هذه التقلبات. يعد التحكم في توزيع الزجاج المنصهر هو المفتاح لإنتاج زجاجات وعلب أخف وأقوى بسرعات أعلى، مع عيوب أقل أو حتى قريبة من الصفر. يتطلب التحكم في توزيع الزجاج مراقبة مستمرة لإنتاج الزجاجة والعلبة وقياس عملية المشغل بناءً على التغييرات في توزيع الزجاج.

4. جمع البيانات وتحليلها: إنشاء ذكاء الذكاء الاصطناعي
سيؤدي استخدام المزيد والمزيد من أجهزة الاستشعار إلى جمع المزيد والمزيد من البيانات. يوفر الجمع بين هذه البيانات وتحليلها بذكاء معلومات أكثر وأفضل لإدارة تغييرات العملية بشكل أكثر فعالية.
الهدف النهائي: إنشاء قاعدة بيانات كبيرة من البيانات المتوفرة في عملية تشكيل الزجاج، مما يسمح للنظام بتصنيف البيانات ودمجها وإنشاء حسابات الحلقة المغلقة الأكثر كفاءة. ولذلك، علينا أن نكون أكثر واقعية وأن نبدأ من البيانات الفعلية. على سبيل المثال، نعلم أن بيانات الشحنة أو بيانات درجة الحرارة مرتبطة ببيانات الزجاجة، وبمجرد معرفة هذه العلاقة، يمكننا التحكم في الشحنة ودرجة الحرارة بطريقة تجعلنا ننتج زجاجات ذات تغير أقل في توزيع الزجاج، حتى يتم تقليل العيوب. أيضًا، يمكن لبعض البيانات الباردة (مثل الفقاعات والشقوق وما إلى ذلك) أن تشير بوضوح إلى تغييرات العملية. يمكن أن يساعد استخدام هذه البيانات في تقليل تباين العملية حتى لو لم تتم ملاحظته في النهاية الساخنة.

لذلك، بعد أن تسجل قاعدة البيانات بيانات العملية هذه، يمكن لنظام الذكاء الاصطناعي الذكي توفير التدابير العلاجية ذات الصلة تلقائيًا عندما يكتشف نظام الاستشعار الساخن العيوب أو يجد أن بيانات الجودة تتجاوز قيمة الإنذار المحددة. 5. إنشاء إجراءات التشغيل المعيارية (SOP) المستندة إلى أجهزة الاستشعار أو أتمتة عملية تشكيل النماذج

بمجرد استخدام المستشعر، يجب علينا تنظيم إجراءات الإنتاج المختلفة حول المعلومات التي يوفرها المستشعر. يمكن لأجهزة الاستشعار رؤية المزيد والمزيد من ظواهر الإنتاج الحقيقية، وتكون المعلومات المرسلة مختزلة ومتسقة للغاية. وهذا مهم جدا للإنتاج!

تراقب المستشعرات باستمرار حالة الكتلة (الوزن، ودرجة الحرارة، والشكل)، والشحن (السرعة، والطول، ووقت الوصول، والموضع)، ودرجة الحرارة (الحمل، والقالب، والثقب/اللب، والقالب) لمراقبة جودة الزجاجة. أي اختلاف في جودة المنتج له سبب. بمجرد معرفة السبب، يمكن وضع إجراءات التشغيل القياسية وتطبيقها. تطبيق SOP يجعل إنتاج المصنع أسهل. نحن نعلم من تعليقات العملاء أنهم يشعرون أنه أصبح من الأسهل تعيين موظفين جدد على الجانب الساخن بسبب أجهزة الاستشعار وإجراءات التشغيل الموحدة.

من الناحية المثالية، يجب تطبيق الأتمتة قدر الإمكان، خاصة عندما يكون هناك المزيد والمزيد من مجموعات الماكينات (مثل 12 مجموعة من الماكينات ذات 4 إسقاطات حيث لا يستطيع المشغل التحكم في 48 تجاويف جيدًا). في هذه الحالة، يقوم المستشعر بمراقبة البيانات وتحليلها وإجراء التعديلات اللازمة عن طريق تغذية البيانات إلى نظام توقيت الترتيب والقطار. نظرًا لأن التعليقات تعمل من تلقاء نفسها من خلال الكمبيوتر، فيمكن تعديلها بالمللي ثانية، وهو أمر لن يتمكن حتى أفضل المشغلين/الخبراء من القيام به. على مدى السنوات الخمس الماضية، أصبح التحكم الآلي بحلقة مغلقة (نهاية ساخنة) متاحًا للتحكم في وزن الكتلة، وتباعد الزجاجات على الناقل، ودرجة حرارة القالب، وضربة الثقب الأساسية، والتوزيع الطولي للزجاج. ومن المتوقع أن تتوفر المزيد من حلقات التحكم في المستقبل القريب. واستنادًا إلى الخبرة الحالية، فإن استخدام حلقات تحكم مختلفة يمكن أن يؤدي بشكل أساسي إلى نفس التأثيرات الإيجابية، مثل تقليل تقلبات العملية، وتقليل التباين في توزيع الزجاج، وتقليل العيوب في الزجاجات والجرار الزجاجية.

لتحقيق الرغبة في إنتاج أخف وأقوى وخالي من العيوب (تقريبًا) وأعلى سرعة وأعلى إنتاجية، نقدم بعض الطرق لتحقيق ذلك في هذه المقالة. باعتبارنا عضوًا في صناعة الحاويات الزجاجية، فإننا نتبع الاتجاه الضخم لتقليل التلوث البلاستيكي والبيئي، ونتبع المتطلبات الواضحة لمصانع النبيذ الكبرى ومستخدمي العبوات الزجاجية الآخرين لتقليل البصمة الكربونية لصناعة مواد التعبئة والتغليف بشكل كبير. وبالنسبة لكل مصنع للزجاج، فإن إنتاج زجاجات زجاجية أخف وأقوى (تقريبًا) خالية من العيوب، وبسرعات أعلى للماكينة، يمكن أن يؤدي إلى عائد أكبر على الاستثمار مع تقليل انبعاثات الكربون.