Транспортування матеріалу (Розділ 19)

Книга “Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”

Зі складу рулонів у зону переробки

Мета цієї та наступної глав — висвітлити сучасні рішення системи логістики на гофрозаводах і на заводах з випуску листа. Дані, представлені в розділі, отримані з досвіду різних підприємств по всьому світу. Автор збирав ці дані протягом близько 15 років.

У першій частині ми розглянемо компонування заводу, додаткове обладнання та системи управління для:

• складу зберігання рулонів;
• проміжного буферного складу між зоною гофрування і зоною переробки;
• модулів управління процесом логістики для цих зон.

Поговоримо про необхідність інвестування в системи транспортування матеріалів. Достатньо сказати, що жоден новий завод у розвинених країнах не будують сьогодні без цих систем.

У наступній частині розповімо про другу складову транспортної системи (Через зону переробки в зону остаточної обробки), включаючи систему логістики на тих же лініях плюс різне спеціальне обладнання типу автоподавачів, розламувачів, палетайзерів, обандеролювачів і пакувальних машин.

Будівництво нового або реконструкція існуючого заводу

Перед тим як планувати велику реконструкцію заводу або будівництво нового, потрібно врахувати наступне:

• у гофроіндустрії зростає вартість основного обладнання та робочої сили, тоді як додана вартість відносно статична;
• підвищуються вимоги до стандартних якісних характеристик випущеного картону, його кольорових і візуальних характеристик;
• тиражі замовлень і час на їх обробку зменшуються;
• своєчасну поставку з високим ступенем надійності;
• збільшення продуктивності гофроагрегату із застосуванням удосконалених технологій;
• сучасні гофроагрегати, мабуть, найуніверсальніші машини на заводі, і більше вони не є основним критерієм планування роботи виробництва;
• сьогодні важко підтримувати високий рівень продуктивності переробних машин через невеликі тиражі замовлень і підвищені вимоги до якості продукції.

Тому під час інвестування потрібно звернути увагу на наступне:

• зосередження персоналу тільки в робочих зонах;
• максимальне використання переробних машин: картон повинен подаватися на переробну машину за вимогою;
• оснащення, штампи, кліше і фарба повинні подаватися на машину вчасно;
• транспортна система повинна бути спроектована, встановлена і автоматизована в такий спосіб, щоб можна було скоротити робочі місця, підвищити продуктивність і надійність виробництва, а також скоротити кількість відходів.

На рисунку представлений спрощений блоковий компонувальний кресленик сучасного гофрозаводу, оснащеного системою транспортування матеріалів і системами управління.

Існуючий компонувальний кресленик може відрізнятися від блокового деталізацією. Наприклад, вихід з гофроагрегата можна розташувати ближче до високопродуктивної вбудованої в лінію флексодрукарської машини, щоб збалансувати і скоротити відстань переміщення передавального візка.

На потоці виходу з гофроагрегата потрібно встановити лінії для сортування частково виконаних замовлень. Вимоги до логістики обговорюють на етапі планування заводу. Сюди входять:

Автоматична система транспортування рулонів

Забезпечує доставку рулона без пошкоджень з підготовчої ділянки на рулонну установку на гофроагрегаті та підтверджує, що рулон доставлений на задану позицію. Автоматично рулон центрують і вирівнюють на рулонній установці.

Рулон автоматично подають вгору, використовуючи затискні патрони, не пошкоджуючи при цьому гільзу (це важливо, оскільки один і той самий рулон можна буде використовувати кілька разів), потім рулон переміщують у зону підготовки до сплайсування.

Після використання рулон опускають і обов’язково виводять на транспортер (знову в автоматичному режимі), друкують нову етикетку зі штрих-кодом, де вказані дані про рулон, облікові дані та залишкова кількість метрів, потім її приклеюють на рулон і автоматично транспортують його назад на склад рулонів або на інше місце завантаження на гофроагрегаті.

В разі використання цієї системи відпадає необхідність у навантажувачах із захватами, які заїжджають у зону гофроагрегату; ви можете скоротити кількість робітників і зменшити кількість помилок персоналу; система дозволяє синхронно в автоматичному режимі проводити зміну рулона, що прискорює технологічний процес і зменшує кількість пошкоджень, а відповідно, дає більшу економію, оскільки зменшується кількість відходів.

Спільно із системою управління на складі рулонів автоматична система транспортування забезпечує ефективне управління частково використаними рулонами, видаляє рулони з недостатнім метражем і забезпечує повний контроль відповідно до вимог ISO 9000.

Вихід з гофроагрегата та автоматизований проміжний буферний склад

Тут стопи картону (або блоки, тобто зібрані та укріплені стопи з невеликих листів) забирають з гофроагрегата в зону зберігання та зону подачі на лінії, використовуючи транспортери. Кожен окремий блок переміщують заводом незалежно від того, чи відправлять його на переробку або на зберігання.

Лінії для листа та лінії зворотної подачі

Це швидкісні лінії, по яких неперероблений картон переміщують прямо в зону готової продукції, де його укладають на піддони, обандеролюють і відвантажують. Лінії призначені також для транспортування зворотного бракованого картону назад із зони подачі на переробні машини в спеціальну зону для сортування або утилізації.

Автоматична подача оснащення та обладнання для проведення обслуговування

Над буфером для зберігання зазвичай розташований проміжний поверх, де готують і зберігають оснащення, вирубні штампи, кліше та фарби. Проміжний поверх оснащений автоматизованою системою транспортування для доставки матеріалів на станцію завантаження, де використовують ліфти, вбудовані в основну транспортну систему на підлозі. Система налаштована так, щоб необхідні матеріали надходили на вказану переробну машину в період підготовки замовлення.

Управління процесом

Сьогодні такі системи не працюють без спеціально розробленої системи управління. Зазвичай до неї входить система контролю на базі ПАК із системою управління процесом високого рівня на ПК або іншій комп’ютерній платформі. Вони також призначені для збору виробничих даних. Система, яка працює в одному циклі, сьогодні — велика рідкість.

У більшості систем весь технологічний процес розбитий поетапно. Кожен етап розробляють дуже скрупульозно, щоб максимально скоротити збої у виробничому циклі. Давайте детально зупинимося на кожному етапі цієї системи.

Транспортування рулонів

Деякі уроки засвоєні завдяки іншим галузям, які першими, ще до впровадження таких систем у гофропромисловість, почали використовувати системи транспортування рулонів. Як приклади назвемо паперову промисловість і промисловість з випуску фотоплівки. Для останньої принципово важливо, щоб транспортування здійснювалося надійним і акуратним способом. Один рулон фотоплівки вагою в чотири тонни коштує понад £50 тис.

Будь-яке пошкодження під час транспортування, особливо зовнішніх шарів, обійдеться дуже дорого, а отже, цього не можна допускати. Якщо обладнання зламається, ніхто не скаже спасибі за те, що увімкнули світло, щоб подивитися, що сталося! (англійський гумор)

Висока надійність і транспортування без пошкоджень рулона, а також безпека персоналу в зоні, де паперові рулони вагою в кілька тонн переміщують в автоматичному режимі, — важливі вимоги, які пред’являють до системи для транспортування рулонів.

На багатьох гофроагрегатах використовують вбудовані в підлогу візки для подачі рулонів на рулонну установку. Це проста і економічно вигідна система, яка підходить для випуску великих тиражів за умови нечастої зміни марки випущеної продукції за зміну.

Наскрізний пластинчастий транспортер у підлозі

Однак при введенні нових параметрів була створена ярусна система, яка завдяки вимогам дозволила збільшити універсальність гофроагрегату. А все почалося з самонакладу і гофроагрегатів із симплексною системою, які працювали за принципом «випуск продукції вчасно».

Сьогодні вимоги замовників такі, що невеликі тиражі та швидке реагування на відкликання замовлення є звичайною практикою на багатьох гофрозаводах, і планування виробництва змушене підлаштовуватися під них.

Сучасні гофроагрегати дозволяють здійснювати зміну замовлення як у сушильній, так і у мокрій частині на високих швидкостях з мінімальною кількістю відходів, тому з економічної точки зору обґрунтовано працювати з різними марками картону та різною шириною і здійснювати швидкі переходи.

Якщо використовувати традиційні візки, то можуть виникнути проблеми під час завантаження і підготовки рулонів. Понад 30 років тому була створена перша система транспортування рулонів для гофрозаводів. Відтоді встановлено багато подібних систем. Промисловість дуже зацікавлена, щоб такі системи працювали швидше і були поширені.

Вузькі гофроагрегати або гофроагрегати симплексного типу з/без додаткового персоналу у мокрій частині не можуть працювати ефективно без автоматичної системи транспортування рулонів, систем завантаження і розвантаження. Економічне обґрунтування базується на таких перевагах:

• скорочення робочих місць;
• швидкий рух рулонів, оскільки їх можна змінювати швидше, синхронніше і автоматично завантажувати на рулонну стійку без пошкодження гільзи;
• менше відходів через пошкодження зовнішніх шарів на рулоні і внутрішніх шарів біля гільзи;
• менше навантажувачів із захватами, які потребують обслуговування, забруднюють навколишнє середовище, створюють небезпечні ситуації і пошкоджують матеріал.

На рисунку представлені типові варіанти встановлюваних систем. На деяких використані передавальні візки, на всіх є плоскі транспортери і поворотні столи.

Новий рулон паперу подають зі складу рулонів, використовуючи навантажувач із захватами. Водій керується дисплеєм на навантажувачі, який зв’язаний по радіо з комп’ютеризованою системою управління на складі рулонів. Рулон поміщають на плоский ланцюговий транспортер, встановлений на підлозі, який переміщує його на центральну станцію підготовки рулонів, де сканер зчитує дані зі штрих-коду на етикетці та передає їх у систему управління процесом.

Швидкий автоматичний човниковий візок із вбудованим транспортером для рулонів, що переміщується в каналі на складі рулонів

На станції підготовки на рулоні видаляють обгортковий шар на підйомному поворотному столі та в автоматичному режимі переміщують рулон, не пошкоджуючи його. На терміналі вибирають місце завантаження рулону на рулонній установці та напрямок розмотування. Рулон забирають, використовуючи передавальний візок, який вбудований в підлогу і проходить крізь стіну складу рулонів.

Потім рулон переміщують по наскрізному плоскому транспортеру до місця завантаження на рулонній установці. Тут його центрують і переміщують вертикально або горизонтально на підйомній секції транспортера, так, щоб встановити гільзу в місці точного позиціонування затискних патронів і закріпити з обох сторін без пошкодження гільзи. Таку систему переміщень не використовують на рулонних установках із шарнірними важелями.

Після роботи частково використаний рулон або гільзу автоматично опускають і виводять механічним способом із затискного патрона на транспортер, потім переміщують, використовуючи поворотний стіл, на зворотний плоский транспортер. Після цього рулони подають на передавальний візок, який доставляє їх назад на склад.

Комп’ютер на сплайсері гофроагрегата зчитує довжину залишкового рулону і друкує етикетку зі штрих-кодом, яку потім клеять на рулон. Етикетка містить дані про марку паперу, ширину, залишкову довжину, про виробника рулону, постачання та використання. Відповідно до вказівок керуючого комп’ютера рулон ставлять на певне місце зберігання на складі рулонів, використовуючи навантажувач із захватами або автоматичний кран.

Існує кілька різних варіантів компонування та додаткового обладнання для транспортування рулонів між складом рулонів і гофроагрегатом. Наприклад, на рисунку показана спрощена схема монтажу: без центральної підготовчої станції та передавального візка.

Обрані рулони поміщають безпосередньо на наскрізний плоский транспортер, використовуючи навантажувач із захватами. Рулони, що надходять, поміщають на вбудований в підлогу візок або ставлять на підлогу біля візка, де вони чекають свого часу. Оскільки моторизований візок є частиною автоматичної системи завантаження та розвантаження, залишені рулони чекають завантаження на рулонну установку, не перешкоджаючи вивантаженню рулонів.

Використані рулони вивозять на візку, потім оператор виштовхує рулон руками або за допомогою спеціального пристрою для виштовхування рулонів на плоский транспортер. Після цього рулон надходить на поворотний стіл, де його повертають на 90° і відправляють на місце призначення на транспортері, встановленому паралельно центральній осі гофроагрегату. В кінці транспортера рулони вивантажують, використовуючи кантувач на дещо нахиленій рампі. З рампи рулони знімають навантажувачем із захватами.

Основні компоненти, що використовуються в системах транспортування рулонів: станція підготовки рулону, наскрізні плоскі ланцюгові транспортери, поворотні столи із вбудованими транспортерами, передавальні візки із вбудованими транспортерами, завантажувальні транспортери на рулонну установку, регульовані секції конвеєра в зоні зняття, пристрої для зчитування штрих-коду та принтери з усіма елементами управління, вимірювальною системою та датчиками.

Для проведення техобслуговування на гофроагрегаті легкі навантажувачі можуть їздити плоскими ланцюговими транспортерами. Але якщо потрібно, щоб важкі навантажувачі із захватами проїхали через транспортери, на них кладуть накладні листи.

Основна мета — уникнути використання навантажувачів як у зоні гофроагрегату, так і в зоні переробки. Крім того, що навантажувачі є основною причиною нещасних випадків із персоналом на заводах гофротари, вони також є основною причиною пошкоджень обладнання і створюють певні труднощі при отриманні сертифікатів відповідності гігієнічним нормам.

Системи контролюють за допомогою ПАК, пов’язаного з ПК або іншим комп’ютером для управління даними в режимі реального часу з графічним дисплеєм. Датчики руху зазвичай ставлять нижче рівня підлоги, щоб в такий спосіб захистити їх від пошкоджень і уникнути обмежень щодо переміщення персоналу.

Вихід з гофроагрегату

Плоскі ланцюгові транспортери, іноді із зовнішніми роликовими опорами, або пластикові транспортери із суцільним полотном вже практично витіснили роликові транспортери. Використовуючи транспортери такого типу, можна досягти транспортування без маркування нижніх листів і розсипання стопи. Велика рідкість сьогодні — побачити стопоукладач на гофроагрегаті без вивідного транспортера.

Стандартна лінія виводу з гофроагрегату оснащена чотирма модулями на станції зняття між гофроагрегатом і передавальним візком, щоб створити буфер. Якщо картон постачають у листах, то для укладання стоп на піддони використовують палетайзер човникового типу або палетайзер з механізмом подачі піддонів.

Подача листів — укладання на піддони

На підприємствах, де випускають лист на продаж, або на традиційних підприємствах із великим обсягом листа на продаж зазвичай встановлено додаткове обладнання для укладання стоп гофрованого картону на піддони.

Це може бути простий поперечний штовхач, який переміщує стопу на піддон, поставлений вручну, або палетайзер човникового типу, де роликовий стіл переміщує стопу над піддоном, поки ролики перемикаються на роботу в зворотному напрямку, щоб перемістити стопу на піддон.

До цього простого рішення можна додати різні компоненти, як, наприклад, механізм подачі піддонів, завантажувальний механізм, кантувачі, роботизовані завантажувачі тощо.

Проміжний буферний склад — гофроагрегат — переробка

За такої технологічної схеми на заводі гофротари використовують універсальну транспортерну зону зберігання і реверсивний буфер відповідного обсягу між гофроагрегатом і переробними машинами. Систему проектують з урахуванням можливих змін у майбутньому. Потрібно обрати тип і кількість транспортерів, а також рівень автоматизації, який має відповідати різним використовуваним у роботі схемам.

Конвеєрний склад — компонувальне креслення L-типу

Компонувальне креслення такого типу найбільш популярне серед більшості підприємств і постачальників. Воно включає:

• передавальні візки для перевезення блоків із транспортерів та їх завантаження на задані лінії в зоні зберігання;
• проміжний склад, який складається з ділянки для складування частково виконаних замовлень (зазвичай не використовують при симплексній системі різання на гофроагрегаті) і ділянки для потокового складування для картону, який направляють на переробку;
• передавальні візки, які забирають стопи з транспортерів для зберігання на лінії подачі на переробні машини або для кругового переміщення стоп, якщо потрібно;
• на деяких лініях подачі є поворотні столи і вирівнювальні станції;
• човникові візки на лініях подачі забезпечують безпечний прохід персоналу.

Якщо на заводі використовують компонувальне креслення U-типу, знадобиться третій передавальний візок і один або два поворотних транспортера 90°. Однак загальний принцип схеми залишається тим самим.

Конвеєрний склад — компонувальне креслення U-типу

Для заводів, де за годину виробляють менше 20 тис. кв. м, потрібен тільки один передавальний візок для задньої зони зберігання, що більш економічно. Обираючи тип транспортера, важливо запобігти можливості падіння стоп або ефекту лапи слона, тобто сповзанню нижньої частини стопи, що створює серйозні проблеми під час розділення стоп і автоматичного завантаження машин.

Ідеальне рішення — використовувати пластиковий транспортер. Наступні концепції вважають застарілими для сучасних заводів:

• Роликові транспортери
Причина: нерідко відбувається розвал стоп — рівень частоти залежить від типу гофри і граматури гофрованого картону, а також від довжини транспортера, кроку між роликами і конструкції приводу.

• Стрічкові транспортери
Причина: під час використання стрічкових транспортерів нижні листи в стопі маркуються внаслідок притискання на ділянках перевантаження, де використовують штовхачі. Крім того, стрічкові транспортери вимагають частого дорогого ремонту і обслуговування.

• Використання підкладних листів
Причина: технічно транспортування з використанням підкладних листів здійснюють без проблем, але для того, щоб прибирати листи перед подачею на переробні машини, а також для повернення використаних листів потрібен додатковий робочий персонал. Під час транспортування вони створюють багато шуму. Витрати невиправдано високі.

Проміжний склад ярусного типу

Відносно новий напрямок при проміжному зберіганні — система, за якої стопи картону ставлять на підлогу в декілька ярусів. Стопи переміщують, використовуючи передавальні візки, які перевозять інтегральні візки-супутники (satellites), що можуть переміщатися під прямим кутом до материнського візка зі стопами картону, щоб помістити стопу або забрати її з місця зберігання. Принцип роботи показаний на рисунку.

Сьогодні рекомендують використовувати або плоскі ланцюгові транспортери із зовнішніми роликовими транспортерами, або пластикові ланцюгові транспортери, які особливо підходять для профілю Е і мікрогофрокартону. При цьому стопа не розвалюється, немає маркування на нижніх листах картону.

На проміжному складі використовують таке обладнання:

Передавальний візок

Найкращим рішенням для бокового вивантаження/завантаження стоп є передавальна візок. Безперервний транспортер не завжди підходить для цієї мети. Високопродуктивні передавальні візки повинні бути оснащені таким обладнанням:

• сервопривід, розрахований на максимальну швидкість 180 м/хв. з приводом на чотири колеса і плавним пуском/зупинкою;

• поліуретанові диски коліс;

• окрема система управління на ПК і в кабіні водія на візку, звідки можна керувати всіма зв’язками. Повністю автоматична система може бути легко переведена в ручний режим;

• подача напруги через контактний стрижень, який може легко проходити крізь пожежний проріз;

• передача даних через інфрачервоний порт;

• надточне позиціонування завдяки лазерній вимірювальній системі;

• лазерні сканери з обох боків візка для попередження нещасних випадків і безпеки персоналу.

Лінії задньої зони зберігання

Їх здебільшого використовують для зберігання частково виготовлених замовлень та компонування замовлень певним чином після того, як їх виготовили на гофроагрегаті.

• Перший всередину / другий назовні (ПВДН).
• Відстань між стопами зазвичай становить 200 мм.
• Один або два центральних ланцюгових транспортера (які опускаються) із встановленими паралельно гравітаційними роликовими транспортерами. Ролики мають діаметр 60 мм та висоту 66 мм.
• Основний блок із безперервно рухомими роликами для плавного транспортування невеликих стоп з лінії задньої зони зберігання на візок, а також для розділення стопи.

Проміжний склад — ділянка потокового зберігання

• Перший всередину / перший назовні (ПВПН).
• Накопичення без зазорів.
• Один або два центральних ланцюгових транспортера (пластинчасті транспортери) з пневматичною підйомною системою.
• Основний блок для плавного транспортування з обох боків.
• Реверсивні транспортери для універсальності — з будь-якого боку можливе і завантаження, і вивантаження.
• Використання довжини приблизно на 90%.

Загалом буферні лінії довели свою вигідність, але залишилася пара проблем, які потрібно вирішити:

• при транспортуванні легкої стопи не завжди вдається досягти того, щоб стопа не розвалилася, якщо використовують тільки один плоский ланцюговий транспортер;
• при використанні двох плоских ланцюгових транспортерів зазор між гравітаційними роликовими транспортерами створює певні труднощі в разі транспортування листів довжиною менше 800 мм, оскільки він дуже великий.

Тому рекомендують використовувати блоково-накопичувальну систему на лініях ділянки потокового зберігання. У систему входять здвоєні плоскі ланцюгові транспортери (без підйомника), оснащені паралельними гравітаційними роликовими транспортерами або пластиковими ланцюговими транспортерами.

Лінії зберігання, на задньому плані — проміжний склад потокового складування

Кожна лінія складається з секції завантаження, буфера і передавальної секції. Якщо стопи переміщують всередину і назовні одночасно, то іноді їх повертають назад на буферну лінію для інтегрування у нову завантажену стопу в блоці. Автоматична система передачі даних у цій системі менш складна, ніж передача даних при накопиченні без зазору, але довжину транспортера використовують тільки на 75%.

Завантаження на машину

Наступне замовлення в системі планування подають на лінію подачі на відповідній переробній машині. В особливих випадках, на вимогу, окремі стопи із замовлення можна викликати через пульт управління на лінію подачі на певну переробну машину. Цю ж операцію можна виконувати і з групою стоп у блоці при виході з буфера, оскільки блок спочатку сформований на або після стопоукладача на гофроагрегаті.

Якщо матеріал завантажують назад з якоїсь причини (наприклад, проблеми на переробній машині, поломка оснащення), то всю стопу потрібно повернути назад, до зони зберігання, в автоматичному режимі. Якщо йдеться про частково перероблену стопу, то на передавальний візок потрібно передати дані про залишок стопи. Для транспортування стопи використовують реверсивні плоскі ланцюгові транспортери різного типу з паралельними гравітаційними роликовими транспортерами.

Якщо потрібно, у зоні подачі на машину використовують човниковий візок, який відкривається збоку, для обслуговування машини або для забезпечення безпечного проходу для персоналу. На деяких ділянках потрібно встановити поворотні пристрої для розвороту стоп на 180° або 90° (або такі поворотні пристрої, де верхня і нижня друкарські секції працюють поруч), а також додаткову станцію для центрування, яка підвищить продуктивність більшості автоподавачів.

Автоматизація і управління процесом

Автоматизацію зони проміжного зберігання проводять у кілька етапів, до отримання повністю автоматизованої транспортної системи.

З питань придбання книги «Гофроіндустрія. У пошуках досконалості» звертайтеся до:
Костянтина Шабуневича
Тел. моб: +38 093 246 21 21 (Viber, WhatsApp, Telegram)
[email protected]

If you find an error, please highlight a piece of text and clickCtrl+Enter.