در زمینه بسته بندی خودکار ، کارآیی ، دقت و قابلیت اطمینان شاخص های کلیدی عملکرد یک دستگاه بسته بندی یا یک خط تولید کامل بسته بندی هستند. برای دستیابی به این اهداف ، طراحان مکانیکی و مهندسان به یک ابزار اصلی متکی هستند: نمودار چرخه وظیفه. به عنوان یک تأمین کننده حرفه ای اجزای ماشین آلات بسته بندی ، اتوماسیون Hansheng از تخصص صنعت خود برای تعریف ، انواع و روش های ایجاد نمودارهای چرخه وظیفه و همچنین نقش اساسی آنها در عملکرد کارآمد و هماهنگ دستگاه های بسته مدرن استفاده خواهد کرد.
نمودار چرخه کار چیست؟
نمودار چرخه کار ، همچنین به عنوان جدول چرخه حرکت شناخته می شود ، یک نمودار است که برای توصیف و تعریف دقیق این حرکات پیچیده استفاده می شود. این به صورت گرافیکی الگوهای حرکتی و توالی عملیاتی هر محرک را در یک دستگاه بسته بندی در کل چرخه کار نشان می دهد (یعنی چرخش زمان یا دوک نخ ریسی لازم برای تکمیل یک بسته کامل). به عنوان مثال ، بسته بندی یک نوار شکلات در کاغذهای نفیس ، برای انجام یک سری از حرکات دقیق در یک بازه زمانی کوتاه ، به چندین مؤلفه (به نام "محرک") نیاز دارد: تغذیه ، برش ، تاپ ، تاشو و انتقال ... این اقدامات باید مطابق با یک دنباله از پیش تعیین شده و زمان بندی انجام شود.
نمودار چرخه کار "مترونوم ضربان قلب" یا "نمره هادی" یک دستگاه بسته بندی است. این مشخص می کند که چه زمانی و از کجا باید هر مؤلفه حرکت ، سرعت و مسیر حرکت را شروع و متوقف کند ، و اینکه چگونه هر یک از مؤلفه ها باید یکپارچه هماهنگ شوند ، از یک روند بسته بندی رایگان- اطمینان حاصل کنند.
انواع و بازنمایی نمودارهای چرخه کاری
برای به وضوح حرکت محرک ها ، نمودارهای چرخه وظیفه به طور معمول در دو قالب اصلی کشیده می شوند: خطی و دایره ای.
نمودار چرخه کار خطی
نمودار چرخه وظیفه خطی در حال حاضر بیشترین استفاده را دارد. این یک چرخه وظیفه کامل (محور افقی به طور معمول در زمان t یا زاویه دوک نخ ریسی φ) در یک سیستم مختصات بعدی- اندازه گیری می شود ، که به وضوح حرکت هر محرک را نشان می دهد. یک نمودار مثال در زیر نشان داده شده است.
عناصر گرافیکی توضیح داده شده:
بخش های خط افقی: یک مؤلفه را در حالت استراحت (استراحت) یا حرکت یکنواخت نشان می دهد ، مانند مرحله انتظار یا فشار {{0}.
بخش های خط شیب: یک مؤلفه در حرکت را نشان می دهد. شیب بخش خط به طور مستقیم نشان دهنده سرعت مؤلفه است.
شیب مثبت (به سمت بالا): معمولاً به عنوان سکته مغزی یا آسانسور تعریف می شود.
شیب منفی (رو به پایین): معمولاً به عنوان سکته مغزی یا بازگشت تعریف می شود.
خطوط خمیده: برای نشان دادن دقیق متغیر - الگوهای حرکت سرعت ، مانند موارد مرتبط با شتاب متغیر یا کاهش سرعت استفاده می شود.
این نمودار شهودی استثنایی ، تطبیق پذیری و خوانایی را ارائه می دهد. این یکنواخت الگوهای حرکتی را در زیر حالتهای مختلف درایو ، از جمله مکانیکی ، پنوماتیک و هیدرولیک کاملاً تسهیل می کند ، طراحی ، تجزیه و تحلیل و ارتباطات را برای مهندسان و تکنسین ها بسیار تسهیل می کند.
نمودار چرخه وظیفه دایره ای
این نوع نمودار کل چرخه وظیفه را بر روی یک حلقه دایره ای درجه 3 360- قرار می دهد. دامنه عملیاتی محرک های جداگانه با استفاده از بخش های زاویه ای خاص یا قوس ها بر روی حلقه تقسیم و برچسب گذاری می شوند. این نمایندگی برای سیستمهایی که در درجه اول با حرکت چرخشی انجام می شود ، مانند مکانیسم های محور بادامک ، بصری است. با این حال ، هنگام برخورد با سیستم های پیچیده که شامل بسیاری از مؤلفه های متعددی است ، وضوح و خوانایی اطلاعات ارائه شده ممکن است کمتر از یک نمودار خطی باشد.
مطالعه موردی: نمودار چرخه کار دستگاه بسته بندی شکلات گرانول
برای درک کاربرد نمودار چرخه کار به طور خاص ، بیایید یک دستگاه بسته بندی اتوماتیک مشترک را برای شکلات گرانول به عنوان نمونه بگیریم. فرآیند اصلی این دستگاه شامل چهار مرحله کلیدی است: تغذیه ، برش کاغذ ، تاپ قند و تاشو کاغذ.
| مراحل پردازش | شرح اقدام خاص |
|---|---|
| تغذیه و تغذیه کاغذ | آب نبات متناوب در حال حرکت - poking disc به طور دقیق شکلات ها را برای بسته بندی در ایستگاه بسته بندی تعیین شده تحویل می دهد. در همان زمان ، غلتک تغذیه ، کاغذ بسته بندی را از رول به طول از پیش تعیین شده تغذیه می کند. |
| برش کاغذ | مکانیسم قیچی به سرعت کاهش می یابد تا کاغذ بسته بندی را قطع کند ، سپس به سرعت به موقعیت اصلی خود باز می گردد تا برای تغذیه کاغذ بعدی آماده شود. |
| آب نبات بیرون کشیدن و تشکیل | آب نبات - دریافت میله و آب نبات -} redjecting میله با هم کار می کند. آب نبات-} دریافت میله ابتدا شکلات و کاغذ بسته بندی را به سمت بالا بلند می کند ، با میله آب نبات-} redejoring همگرا می شود و در کنار هم شکلات را می چسباند تا به سمت بالا حرکت کند. این فرآیند بسته بندی اولیه کاغذ بسته بندی و شکل گیری پایین را تکمیل می کند. |
| تاشو کاغذ و نمایه سازی | Manipulator شکلات در ابتدا تشکیل شده را می بندد ، و صفحه تاشو کاغذ متحرک یک طرف کاغذ بسته بندی را به سمت مرکز می چسباند. پس از آن ، Manipulator شکلات را به ایستگاه بعدی می چرخاند ، که در طی آن صفحه پشتیبانی ثابت تاشو طرف دیگر کاغذ بسته بندی را تکمیل می کند. |
پس از تجزیه و تحلیل جریان فرآیند در جدول بالا ، زمان آن است که یک نمودار چرخه کار ایجاد شود. ابتدا مهندسان از زاویه چرخش (0 درجه تا 360 درجه) "محور توزیع اصلی" استفاده می کنند که تمام این مکانیسم ها را به عنوان محور افقی هدایت می کند. سپس ، به عنوان محور عمودی ، آنها محرک های اصلی درگیر ، مانند فهرست بندی آب نبات/مانیتور سازنده ، قیچی ، اهرم اژکتور آب نبات ، تخته اریگامی متحرک و غیره را ذکر می کنند.
در مرحله بعد ، بر اساس محاسبات طراحی و الزامات فرآیند ، به طور دقیق دامنه حرکت (آسانسور ، بازگشت و استراحت) هر مؤلفه را در نمودار علامت گذاری کنید. به عنوان مثال:
| اجزای اصلی اجرایی | توضیحات فواصل حرکتی و ایالات |
|---|---|
| نمایه سازی دستکاری | حرکت: بین 0 درجه و 83.1 درجه انتقال می یابد استاتیک: بین 83.1 درجه و 360 درجه ثابت باقی می ماند تا منتظر انجام سایر اقدامات باشد |
| قیچی | حرکت: قطره ها بین 93.5 درجه و 114.5 درجه کاهش می یابد حرکت: به سرعت بین 114.5 درجه و 131.5 درجه تنظیم می شود استاتیک: در طول زمان باقی مانده |
| میله آب نبات | حرکت: آب نبات بین 124.7 درجه و 187.0 درجه را بیرون می کشد مکث: بین 187.0 درجه و 193.9 درجه (برای اطمینان از شکل گیری پایدار) حرکت: بین 193.9 درجه و 242.4 درجه باز می گردد |
| صفحه تاشو کاغذ متحرک | حرکت: مقاله تاشو بین 197.4 درجه و 225.1 درجه حرکت: بازنشانی بین 225.1 درجه و 238.9 درجه |
نمودار نشان می دهد که کدام عمل ابتدا حرکت می کند و بعداً حرکت می کند ، چه مقدار زاویه چرخش اسپیندل (به عنوان مثال) هر عمل انجام می دهد ، آیا پایان یک عمل پیش نیاز برای شروع یک عمل دیگر است ، که در آن دوره های زمانی می تواند ترتیب داده شود ، و چگونه می توان کل چرخه را کوتاه کرد و با استفاده از اقدامات همپوشانی ، کارایی تولید را بهبود بخشید.
استفاده گسترده از نمودارهای چرخه کار در خطوط تولید بسته بندی
هنگامی که تجهیزات بسته بندی فردی در یک خط تولید خودکار ادغام می شوند ، استفاده از نمودارهای چرخه کار گسترش می یابد. وظیفه اصلی آنها از هماهنگی حرکت اجزای موجود در یک قطعه تجهیزات واحد به منظور اطمینان از هماهنگ سازی دقیق و همکاری کارآمد بین کلیه واحدهای تجهیزات در کل خط تولید تغییر می کند.
در یک سیستم پیچیده متشکل از فرآیندهای متعدد ، از جمله مرتب سازی مواد ، انتقال ، بسته بندی ، بسته بندی مورد و پالت ، طراحی یک نمودار چرخه کار خط تولید باید یک دیدگاه جامع داشته باشد ، به طور دقیق برنامه ریزی زمان فرآیند و میزان انتقال مواد را برای هر بخش بر اساس زمان کلی چرخه تولید انجام دهد.
نکته اصلی این طرح در زمان بندی دقیق و تجزیه و تحلیل چیدمان فضایی نهفته است تا به طور کامل تداخل احتمالی بین قطعات متحرک را از بین ببرد و از جریان فرآیند یکپارچه اطمینان حاصل شود. مهندسان در تلاشند تا ضمن اطمینان از عدم مداخله ، زمان عملکرد موازی (یعنی همپوشانی) را به حداکثر برسانند ، در نتیجه زمان چرخه خط تولید کلی و افزایش قابل توجهی ظرفیت تولید را کوتاه می کنند.
در نهایت ، این نمودار ، که دقیقاً منطق زمان بندی و الگوهای حرکت را تعریف می کند ، مستقیماً به یک برنامه کنترل برای یک کنترلر منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) یا رایانه صنعتی تبدیل می شود و پایه و اساس دستورالعمل های دیجیتالی را تشکیل می دهد که عملکرد خودکار کل خط تولید را هدایت می کند.
عملکرد و ارزش اصلی نمودار چرخه کار
نمودار چرخه وظیفه یک سند فنی اصلی در کل چرخه حیات تجهیزات بسته بندی و خط تولید آن ، از طراحی و ساخت تا بهره برداری است. در مرحله طراحی ، نه تنها به عنوان معیار برای تعیین روابط فاز اجزای انتقال مانند پروفایل های CAM و چرخ دنده ها و پیوندها ، بلکه دقیقاً پارامترهای اصلی سینماتیک مانند سکته مغزی ، سرعت و شتاب هر محرک را نیز تعریف می کند. این پارامترها به عنوان یک پایه مستقیم برای طراحی ساختاری بعدی ، انتخاب مواد و تأیید قدرت عمل می کنند.
نقش هدایت این نمودار در سراسر مونتاژ تجهیزات و راه اندازی تجهیزات ادامه دارد و به عنوان یک راهنمای فنی معتبر برای اطمینان از موقعیت یابی دقیق مؤلفه و حرکت هماهنگ کل سیستم خدمت می کند.
از یک دستگاه بسته بندی منفرد و جمع و جور گرفته تا یک خط تولید بسته بندی اتوماتیک بزرگ و پیچیده ، نمودار چرخه کار نقش اصلی را ایفا می کند. این نه تنها شکاف بین مفهوم یک طراح و عملکرد مکانیکی واقعی را به هم می زند ، بلکه به عنوان سنگ بنای دستیابی به سرعت ، کارآمد و بالا-}} بالا در صنعت بسته بندی مدرن نیز به عنوان سنگ بنای پیشرفته استفاده می کند. اگر مطمئن نیستید که از کجا می توانید ماشین آلات بسته بندی یا قطعات دقیق خود را برای بهترین ارزش تهیه کنید ، لطفاً با ما تماس بگیرید.
پرسش
س: چرا نمودار چرخه وظیفه برای خط بسته بندی من بسیار مهم است؟
پاسخ: نمودار چرخه وظیفه منطق اصلی عمل خط تولید است و اهمیت آن در چهار جنبه نهفته است. اول ، این یک عامل اصلی تعیین کننده کارایی و ظرفیت تولید است. با بهینه سازی زمان بندی و به حداکثر رساندن همپوشانی ، به طور مستقیم حداکثر زمان تاکتیکی را که خط می تواند به دست آورد ، تعیین می کند. دوم ، این سنگ بنای تضمین کیفیت است ، و اطمینان حاصل می کند که فرآیندهای مهم مانند آب بندی و برچسب زدن در ویندوزهای زمانی دقیق تکمیل می شوند و قوام محصول را تضمین می کنند. سوم ، این یک پیش نیاز برای قابلیت اطمینان تجهیزات ، از بین بردن تداخل زمانی و مکانی بین اجزای از ابتدای طراحی ، از جلوگیری از آسیب های مکانیکی گران قیمت است. سرانجام ، این به عنوان پایه ای برای عیب یابی عمل می کند. هنگامی که تجهیزات به طور غیر طبیعی عمل می کنند ، نمودار یک طرح منطقی واضح را در اختیار تکنسین ها قرار می دهد و به آنها امکان می دهد تا به سرعت تعیین کنند که آیا این مشکل ناشی از خطای زمان بندی است یا تخریب عملکرد مؤلفه.
س: آیا نمودار چرخه وظیفه یک نقاشی فیزیکی یا نرم افزار رایانه ای است؟
پاسخ: این تکامل را از فیزیکی به دیجیتال تجسم می کند. به طور سنتی ، مهندسان نمودارهای چرخه وظیفه را در نقشه های فیزیکی به عنوان اسناد طراحی کلیدی ایجاد کردند. با این حال ، در مهندسی اتوماسیون مدرن ، آنها به عنوان مدل های دیجیتالی دقیق در رایانه-} نرم افزار طراحی کمک شده مانند CAD ایجاد می شوند. مهمتر از همه ، منطق و پارامترهای زمان بندی مدل به طور مستقیم به کد برنامه برای کنترل کننده منطق قابل برنامه ریزی (PLC) تبدیل می شوند و به منبع دستورالعمل های رانندگی تجهیزات تبدیل می شوند. بنابراین ، یک نمودار چرخه مدرن یک طرح دیجیتالی از منطق طراحی و کنترل است. نمودار چاپی که می بینیم صرفاً یک نمایش بصری است.
س: آیا می توانم نمودار چرخه دستگاه بسته بندی را برای افزایش سرعت تغییر دهم؟
پاسخ: ما اکیداً توصیه می کنیم که این کار توسط تولید کننده تجهیزات اصلی (OEM) یا یک مهندس اتوماسیون واجد شرایط انجام شود. در حالی که تنظیم زمان برای افزایش سرعت از نظر تئوری امکان پذیر است ، این امر نیاز به درک عمیق و جامع از پویایی مکانیکی تجهیزات ، سینماتیک ، مکانیک مواد و سیستم های کنترل خودکار دارد. هرگونه اصلاح که دقیقاً محاسبه نشده باشد می تواند منجر به تداخل بین قطعات متحرک ، افزایش ضربه ، کاهش کیفیت محصول و حتی آسیب های تجهیزات و خطرات ایمنی شود.
س: چگونه می توان طراحی نمودار چرخه عالی به من کمک کرد تا هزینه های عملیاتی را کاهش دهم؟
پاسخ: اول ، با افزایش توان تولید و تولید محصولات واجد شرایط تر در هر واحد ، هزینه های ثابت مانند فضای گیاهی و نیروی کار به طور مؤثر رقیق می شوند. دوم ، اجرای دقیق زمان بندی به طور قابل توجهی از بین رفتن مواد ، به حداقل رساندن ضایعات و بسته بندی مواد زباله ناشی از خطاهای موقعیت یا تراز ، به حداقل می رسد. علاوه بر این ، پروفایل های حرکتی بهینه شده (به عنوان مثال ، جلوگیری از تأثیرات سفت و سخت) می تواند سایش مکانیکی و لرزش را کاهش دهد ، عمر تجهیزات را افزایش داده و هزینه های نگهداری را کاهش دهد. در نهایت ، با کاهش خرابی به دلیل مربا ، خرابی ها و مشکلات کیفیت ، اثربخشی تجهیزات کلی (OEE) می تواند به طور قابل توجهی بهبود یابد و به حداکثر رساندن زمان تولید مؤثر باشد.