Bissell Homecare家庭護理公司為旗下地毯濃縮清潔產(chǎn)品(采用HDPE高密度聚乙烯瓶,規格為8到60盎司不等)安裝了一條全新的包裝生產(chǎn)線(xiàn),生產(chǎn)線(xiàn)坐落于Bissell新建的創(chuàng )新中心,其最高運行速度可達120瓶/分鐘。
自1876年以來(lái),Bissell一直致力于生產(chǎn)和銷(xiāo)售高品質(zhì)地板護理產(chǎn)品,諸如深層清潔機,吸塵器和洗滌劑等。此外,公司在這一百多年中通過(guò)不懈努力已確立了全球行業(yè)領(lǐng)先地位。該公司最家喻戶(hù)曉的產(chǎn)品是一款地毯機械清掃機,它的出現比真空吸塵技術(shù)早了50年。
2008年,Bissell投資900多萬(wàn)美元,在MI Walker大瀑布外翻建并升級現有工廠(chǎng),最終呈現在大家面前的就是如今的Bissell創(chuàng )新中心。當時(shí),Bissell的翻新面積達到35,000多平方英尺,擴建面積則達近5000平方英尺,此外Bissel還特地建造了一個(gè)5000平方英尺的露天平臺。
這一基地裝修項目整整消耗了公司兩年的時(shí)間,2009年8月,創(chuàng )新中心全面完成竣工驗收,并于當年10月正式投入使用。
凈重量防瀑灌裝
Bissel自主設計了一款HDPE高密度聚乙烯瓶,它們被存儲在一個(gè)大箱子中。在記者采訪(fǎng)期間,工廠(chǎng)新升級的包裝生產(chǎn)線(xiàn)正在包裝60盎司瓶。一開(kāi)始,工人以手動(dòng)方式把矩形空瓶放置在包裝生產(chǎn)線(xiàn)上。隨后,在空瓶被送往Serac 16頭凈重量防瀑重力灌裝機前,由Videojet Technologies 出品的Videojet Excel噴墨印刷機負責在空瓶底部打印產(chǎn)品批號和生產(chǎn)日期。接著(zhù),灌裝機底部進(jìn)口處的給料螺旋運輸機把空瓶傳送至旋轉星輪,最終運至灌裝機16個(gè)平臺上。由于瓶頸偏離中心,因此星輪需具備超高的定位精準度,從而確保灌裝噴嘴正好處于瓶口正上方。
為了提高灌裝精確度,公司為每個(gè)獨立平臺配備了稱(chēng)重傳感器。當空瓶進(jìn)入灌裝機時(shí),稱(chēng)重傳感器首先測得空瓶重量,之后工業(yè)計算機控制器打開(kāi)灌裝閥,當傳感器測得的產(chǎn)品重量達到設定值時(shí),閥門(mén)即刻關(guān)閉。除了計算灌裝瓶的凈重,灌裝機上的控制系統還負責記錄每一瓶產(chǎn)品的加工和灌裝數據,并提供即時(shí)生產(chǎn)反饋信息。
舉個(gè)例子,控制系統在監測包裝線(xiàn)運行時(shí)間時(shí),可在任意一段生產(chǎn)周期內統計灌裝重量的加權平均和標準偏差值。此外,系統還可檢測皮重,并列出灌裝不足或灌裝過(guò)渡的產(chǎn)品量,從而告知經(jīng)營(yíng)者有多少產(chǎn)品的重量符合既定標準。當一個(gè)空瓶灌裝完以后,操作員只需從從計算機菜單中設置選項,計算機便能自動(dòng)設置灌裝參數并開(kāi)始灌裝。
新瓶的優(yōu)勢
公司為新產(chǎn)品——地毯濃縮清洗劑升級了包裝生產(chǎn)線(xiàn),以滿(mǎn)足7種規格(8-60盎司)產(chǎn)品的不同包裝需求。新產(chǎn)品的濃縮比例是之前一款產(chǎn)品的2倍。Bissel與創(chuàng )意機構Product Ventures達成合作,在原有設計基礎上重新打造了一款亮麗的新包裝。
整個(gè)包裝設計覆蓋瓶身,瓶蓋和標簽。Product Ventures為2倍濃縮配方清洗劑設計了一種特殊的結構,并加入人體工程學(xué)和適量分配理念,以提高產(chǎn)品附加值,從而為消費者帶來(lái)新體驗。新瓶比原先那款小了近一半,這主要是因為新配方的濃縮比例較之以往有了很大提升。然而,新產(chǎn)品的性能并沒(méi)有因為尺寸的減少而打折扣,其清潔能力仍舊十分強勁。此外,減小包裝尺寸還有助于公司推進(jìn)環(huán)保事業(yè),可減少塑料對環(huán)境產(chǎn)生的負面影響。
這款新瓶占用的貨架空間也比以往更小,可方便消費者攜帶、儲存和使用。新包裝配備內置測帽,為消費者提供了一個(gè)更簡(jiǎn)單環(huán)保的地毯清潔和室內裝潢深層去污解決方案。
和Bissell其他所有的深層清潔配方一樣,2倍濃縮產(chǎn)品已成功獲得EPA綠色設計(DfE)認證,這意味著(zhù)新產(chǎn)品有著(zhù)出色的環(huán)保安全性能。Bissel在加入DfE項目后,一直致力于研發(fā)對人類(lèi)健康有益的產(chǎn)品。此外,他們也不斷改良產(chǎn)品配方,以最大程度減小產(chǎn)品本身對環(huán)境的影響。
瓶子離開(kāi)灌裝機后通過(guò)星輪運至Fowler Products提供的五頭旋轉式封口機那里。瓶子通過(guò)給料螺旋運輸機進(jìn)入到連續運作的封口機中,然后通過(guò)一星輪最終到達中心平臺上部的旋轉標簽板上。最后工作人員在地板漏斗中加入瓶蓋,最終通過(guò)防滑電梯上升至頂部漏斗。
旋轉式分選機采用開(kāi)放式下放配置,瓶蓋落入分選機后被運至封口軌道,隨后進(jìn)入封口機。由于這些錐形瓶蓋的高度比直徑要大,因此Bissell特別采用了一款Fowler通用系列分選機,通過(guò)該設備后的瓶蓋可直接落入旋轉盤(pán)的凹槽中。
當旋轉盤(pán)經(jīng)過(guò)一個(gè)選定區域時(shí),凹槽里開(kāi)口朝上的瓶蓋立刻被拋入碗中。隨后,瓶蓋進(jìn)入封口斜槽,最后落入封口機中。
此后,旋轉式瓶蓋轉移星輪將負責拾取瓶蓋。該設備一邊旋轉一邊把瓶蓋送至旋蓋頭內部的蓋夾,蓋夾抓住瓶蓋后立即旋轉下降,直至瓶蓋徹底扣緊在瓶口才停止。Bissell的瓶蓋具有光滑的錐形側面,極易從蓋夾中滑落,因此Bissel選用的夾子是一款真空吸盤(pán),比起普通的機械爪,吸盤(pán)的固定能力更為出色。
當瓶蓋被固定住后,真空即刻釋放。一旦達到設定扭矩,夾子便自動(dòng)松開(kāi)瓶蓋,恢復到初始位置。如果封口機測得瓶槽是空置的,也就是說(shuō)沒(méi)有任何飲料瓶,則設備自動(dòng)待命,不釋放該處的瓶蓋。
相同尺寸的錐形瓶蓋適用于所有規格的瓶子(不需要噴霧蓋)。這款瓶蓋由Gem Plastics負責生產(chǎn)。
瓶蓋上的收縮套標簽
檢測完的瓶子隨后被送往Accraply(Barry-Wehmiller Companies Inc子公司)出品的Model 35pw p-s聚苯乙烯貼標機中。該設備負責為瓶子的正面和背面貼標。標簽機采用變頻調速輸送帶,可容納不同大小的瓶子。設備還安裝了伺服驅動(dòng)貼標頭,所有的零件都可通過(guò)HMI觸摸屏直接控制。此外,空氣輔助式輪廓跟蹤標簽剝離系統還可為標簽打磨,使之在矩形瓶上更為服帖。操作參數都存儲在計算機內存中,可實(shí)現觸摸提取。
之后,這些瓶子進(jìn)入Axon收縮套標機,該設備可為瓶蓋套上收縮套標簽。套標時(shí),薄膜先被滾軸拉出,然后通過(guò)一個(gè)電動(dòng)薄膜收放系統被拉至機器頂部,最后進(jìn)入應用氣室。
進(jìn)入氣室的薄膜通過(guò)一系列滾軸后被拉至子彈頭,吸盤(pán)隨后拉開(kāi)管狀薄膜。在這一工序中,兩個(gè)步進(jìn)驅動(dòng)滾軸必須與印刷套準系統連接,以確保薄膜的長(cháng)度在規定范圍內。
位于薄膜心軸頂部的印刷套準系統配備了Tri-Tronics Smarteye光電傳感器,它可實(shí)現縱向和橫向的自動(dòng)調整。當傳感器檢測到容器時(shí)吸盤(pán)中的真空即刻被釋放,隨后薄膜被活塞推至容器頂部。一旦貼標區域得以確認,新標簽立刻通過(guò)一組牽引輥最終貼附在產(chǎn)品包裝上。
只有一組吸盤(pán)負責固定標簽,然后由一旁的切割刀片切除標簽多余部分。當薄膜被切除后,鉗爪回歸至初始位置,準備為下一個(gè)容器拉膜。
這些瓶子通過(guò)Axon蒸汽隧道后,薄膜會(huì )立即收縮最終緊緊貼附在瓶蓋上,而底端薄膜也恰好能貼附在瓶蓋底部,精準性非常高。
套標完的瓶子之后將被運送至Label-Aire出品的壓敏性局部貼標機中,該設備負責為瓶子局部區域貼標,只適用于特定情況。在記者采訪(fǎng)過(guò)程中,這臺設備并沒(méi)有運行。
瓶蓋被扭緊
接著(zhù),卸下的瓶子通過(guò)星輪,被傳送至Kaps-All Packaging Systems提供的內聯(lián)封口機處。這條包裝生產(chǎn)線(xiàn)的運行時(shí)間很靈活,它主要負責平蓋的封口工作。封口后的瓶子隨后進(jìn)入Pillar Technologies出品的感應封口機中。
這些瓶子首先穿過(guò)一臺內聯(lián)ACT - 8自動(dòng)八主軸封口機(Accutek Packaging Equipment Co. Inc.提供),待感應封口機測得瓶蓋緊密度數值后,設備開(kāi)始扭轉瓶蓋,直至緊密度達到既定值。八個(gè)緊縮主軸可自主調整,以確保轉矩精度達到最大值,并有效減少磁盤(pán)磨損和劃傷。此外,調整這些主軸還可讓機器適應各種大小、形狀和型號的容器。
最后,瓶子通過(guò)Teledyne Taptone出品的檢查系統,以檢測是否有泄漏情況。容器進(jìn)入設備時(shí),傳送帶兩端會(huì )自動(dòng)縮緊,從而固定住容器頂部空間,最終導致設備暫停運行。之后,檢查系統中的傳感器開(kāi)始檢測容器尺寸規格,如超出可接受范圍,則瓶子將被自動(dòng)剔除。
伺服驅動(dòng)裝箱機
接著(zhù),瓶子被送往Hamrick Manufacturing & Service裝箱機中。瓶子一一進(jìn)入設備后被伺服控制分隔系統分成多個(gè)通道,這有助于實(shí)現單通道積累量相同,并能防止出現堵塞。記者發(fā)現,Bissell把60盎司規格的瓶子分成三條通道,公司表示,雖然裝箱機最多可分隔出六條通道,但60盎司的瓶子分成三通道已綽綽有余了。
型號中帶有字母D的裝箱機是Hamrick旗下最先進(jìn)的一款產(chǎn)品,機器配備了內置伺服控制分隔系統。設備內部的軟件程序控制器負責控制機器整體運行狀態(tài),而分隔和裝箱系統則受PLC可編程控制器控制,該控制器配備了預編程選擇器開(kāi)關(guān)和一塊編程墊。
此外,這臺設備還安裝了一臺高速喘振控制輸送機,可實(shí)現計算機自動(dòng)調整通道運行速度,以滿(mǎn)足通道速度加快和放慢的需要。
負責人告訴記者,產(chǎn)品轉換速度主要取決于PLC中的20組獨立時(shí)間值以及伺服控制分隔系統中255條通道的運行速度。每個(gè)容器的運行參數都保存在計算機內存中,操作人員可通過(guò)人機界面提取信息。
Southern Packaging Machinery出品的機械設備負責把瓦楞紙箱豎直起來(lái),然后紙箱進(jìn)入Hamrick裝箱機,其進(jìn)入方向與瓶子運輸方向保持一致。該裝箱機一次可裝載兩個(gè)瓦楞紙箱,當機器同時(shí)釋放兩個(gè)紙箱時(shí),飛桿啟動(dòng)并推動(dòng)紙箱至裝載區域。
此時(shí),機器將同時(shí)釋放一定量的瓶子,裝進(jìn)兩個(gè)紙箱中。這些瓶子同樣需要進(jìn)入填裝區域,由一閥門(mén)控制其具體方位。當兩個(gè)紙箱和飲料瓶都放置在適當位置時(shí),瓶子下方的平板即刻打開(kāi),瓶子隨即下落至紙箱中,釋放瓶子的同時(shí)紙箱被快速吊起,然后再慢慢下降,為的是增大瓶子下落時(shí)的緩沖力,減小玻璃瓶被撞碎的可能性。
裝完瓶子的紙箱隨后將通過(guò)Highlight Industries出品的頂部貼膠機,該設備配有可調節側帶,能實(shí)現自動(dòng)折疊封蓋,其貼膠精準度和一致性也非常高。貼膠過(guò)后,噴墨打印機負責在紙板箱上打印產(chǎn)品生產(chǎn)日期和批號。這臺噴墨打印機包括一個(gè)Foxjet的ProSeries打印頭和一個(gè)Inkjet 出品的Anser™智能型噴印系統。
之后,所有的箱子通過(guò)Lambert Material Handling提供的地面水平碼垛機堆集在一起,托盤(pán)隨后被Highlight Industries Freedom 6500旋轉式包裹機覆上包裹膜,薄膜覆蓋托盤(pán)每一角落,其穩定性也因此得到有效提升。
Bissell對整條包裝生產(chǎn)線(xiàn)實(shí)施規范化和安裝集成控制,可確保生產(chǎn)線(xiàn)平穩運行。傳送帶和產(chǎn)品堆疊通道緊密連接在一起,一旦發(fā)生產(chǎn)品堵塞,傳送帶將自動(dòng)調節運行速度,以減緩堵塞壓力。此外線(xiàn)上的機器還可相互“溝通”,傳感器通過(guò)感應各階段產(chǎn)品的狀態(tài)可調整相應設備的運行速度。