高速電子噴膠技術(shù)在包裝行業(yè)替代輥膠技術(shù)的應用

［關鍵詞］電子噴膠；輥膠；噴槍；降本

隨著包裝行業(yè)的不斷發(fā)展，糊盒包裝上膠的性能和效率也日益受到關注。傳統(tǒng)的輥膠技術(shù)雖然成熟，但存在一些局限性，如精度低、浪費嚴重、易產(chǎn)生氣泡、影響環(huán)境以及高速運行時甩膠等問題。近年來，高速電子噴膠技術(shù)作為一種新興的上膠方式，逐漸在包裝行業(yè)中得到應用。文章將對高速電子噴膠技術(shù)進行深入研究，通過對現(xiàn)場高速電子噴膠替換輥膠技術(shù)成功案例分析，體現(xiàn)了高速電子噴膠技術(shù)的優(yōu)越性。

1 糊盒機高速電子噴膠技術(shù)與輥膠技術(shù)的比較

1.1 傳統(tǒng)輥膠

傳統(tǒng)輥膠應用已經(jīng)有100多年歷史，但其屬于開放式的應用，在高速下飛濺的膠水對設備和產(chǎn)品會造成污染，同時需要頻繁的停機并進行清潔，且停機時膠水易變質(zhì)。對輥膠系統(tǒng)進行的日常清潔會產(chǎn)生大量廢水，同時必須對產(chǎn)生的廢水進行專業(yè)的處理，導致后期運維成本增加。

1.2 高速電子噴膠

高速電子噴膠系統(tǒng)采用從下往上的噴膠方式，解決了甩膠問題，大幅降低了后期的運維成本。高速電子噴膠可采取噴點或噴線段的模式進行噴膠，最多可降低約50%的膠水使用量。傳統(tǒng)的輥膠上膠，一般達到200～300m/min就會出現(xiàn)嚴重甩膠情況，必須及時停機并進行清潔，否則無法正常生產(chǎn)。但采用電子噴膠方式，設備最快可以開到600m/min，同時還可提升生產(chǎn)效率，增加產(chǎn)能。

2 方案實施

2.1 高速電子噴膠系統(tǒng)的組成及作用

高速電子噴膠系統(tǒng)的組成如圖1所示。

（1）hhs控制器?？刂茋姌寚娡磕z水、提供噴膠相關參數(shù)設置。

（2）P1000高速電子噴槍。噴涂膠水，此噴槍能夠改善膠水拖尾效果。

（3）DPP4雙活塞泵。提供供膠壓力。

（4）編碼器和電眼。采集外部的信號給到控制器。

（5）相關支架。固定噴槍和特制導紙輥保證產(chǎn)品在任何速度下平穩(wěn)運行。

2.2 主要組成部件原理與參數(shù)規(guī)格介紹

2.2.1 電子噴槍原理

當電子噴槍在待工作狀態(tài)下，頂針在彈簧的作用下封閉噴口，膠水無法噴出。當收到噴槍開始信號后，線圈得到一個電流脈沖，產(chǎn)生的電磁力使銜鐵帶動頂針向上運動，噴嘴打開，這樣即可噴膠。當收到噴槍關閉信號，電流脈沖消退，在彈簧力的作用下關閉頂針，膠粘劑的流出也將中斷。電子噴槍示意如圖2所示。

2.2.2 PX1000噴槍技術(shù)規(guī)格

PX1000噴槍最高頻率750Hz，工作壓力為1～5MPa，噴嘴可選直徑為0.3mm、0.4mm、0.6mm，最佳黏度為1000mPa/s。

2.2.3 控制器介紹

（1）控制器界面簡單，無需輸入?yún)?shù)即可生產(chǎn)，降低了員工學習成本。

（2）控制精度保持在1mm以內(nèi)。

2.2.4 DPP活塞泵介紹

雙活塞泵在任何速度下，保持膠水壓力穩(wěn)定，無需調(diào)壓裝置，高穩(wěn)定性，滿足生產(chǎn)需求，維護價格低。

最大輸出壓力2MPa，進氣壓力為0.6～0.7MPa，壓力比為4∶1，最高流量2L/min。

2.3 編碼器分辨率設置

編碼器分辨率指編碼器每轉(zhuǎn)一圈所輸出的脈沖數(shù)。編碼器分辨率的設置，對邊膠噴膠系統(tǒng)運行非常重要。如果編碼器設置不準確，就會導致噴膠不準確。其具體設置方式如下：在控制器上設置兩段膠樣模型，點模式或者線模式均可，每段膠樣的長度可任意設定，但兩段膠樣的起始點比較重要，兩段的起始點最小距離設置為100mm，一般設置成整數(shù)值。膠樣設置如圖3所示?？刂破髂z樣設置參數(shù)如圖4所示。

然后測試實際噴出的膠樣中兩段膠樣的起始點的間距，按如下公式計算：測量值/設定值×預設的編碼器分辨率=新的編碼器分辨率。例如，測量的時間噴涂膠樣兩個起始點間距是107mm，設定值是100mm，預設的編碼器分辨率是0.5mm/P。依據(jù)公式計算出的新的編碼器分辨率為0.535mm/P。

在控制器上輸入新的編碼器分辨率，重新噴膠并測量，這時兩段膠樣的兩個起始點的間距應為100mm。如果不是，重新計算編碼器分辨率，直到設置和測量值一致即可。需要注意的是，兩個起始點間距越大，就越能提高編碼器分辨率的校對，進而降低產(chǎn)品上起始點間距的測量誤差。

2.4 噴槍補償時間設置

噴槍補償時間也是噴膠準確性的一個重要參數(shù)，本次研究在控制器上設定一段膠線，膠樣應至少30mm長，且距離產(chǎn)品邊緣有一定距離，觀察此膠樣在不同速度情況下的偏移情況。首先在速度40m/min情況下低速啟動設備，讓噴槍噴出一段膠線，起始位置50mm，結(jié)束位置95mm，長45mm，確保測量值和實際設定值完全一致，如圖5所示。然后提高機器速度至100m/min，重新測量膠樣位置，如圖6所示。

由圖6可知，在100m/min速度下的膠水位置。設備速度提高了60m/min，膠樣的起始點向后偏移了2mm，膠樣結(jié)束位置向后偏移了3mm。產(chǎn)生偏移的主要原因如下：設備提速時，沒有時間補償由于電眼觸發(fā)造成的機械偏移或者由于重力原因造成的膠水由噴嘴到產(chǎn)品的消耗的時間。產(chǎn)品始終會在膠水到達產(chǎn)品表面時移動一點距離。低速情況下，幾乎看不出這個延遲時間造成的偏移量，但高速時，如果沒有補償時間，這種由于時間延遲造成的偏移就會比較明顯。

通過上述分析得出以下結(jié)論：提高補償時間可使膠線位置向前偏移；減小補償時間可使膠線向后偏移。

速度提高了60m/min時，根據(jù)計算公式，可算出60m/min=1mm/s，這就意味著機器速度提高60m/min后，噴膠位置每毫秒偏移1mm多。如果可以提前1ms讓噴槍工作，那么膠線位置就會向前偏移1mm，也就意味著更靠近產(chǎn)品邊緣1mm。如果讓噴槍延遲工作1ms，則膠線位置會向后偏移多1mm。增加預設的補償時間，在速度改變60m/min的情況下，膠樣偏移1mm等于補償時間改變1ms。上述設定中，需將噴槍打開補償時間提高2ms，噴槍關閉補償時間提高3ms，從而使膠樣的起點和終點位置向前偏移，更靠近設定位置。

3 安裝調(diào)試效果

以某藥企包裝廠為例，該包裝廠使用博斯特美龍糊盒機進行生產(chǎn)，其采用輥膠方式進行生產(chǎn)，為了提高生產(chǎn)效率、減小污染，將輥膠替換為高速電子噴膠。將博斯特輥膠糊桶拆除，利用博斯特糊盒機原有孔位將下部噴膠直接進行安裝（圖7），按照設計圖紙安裝控制器、DPP泵，生產(chǎn)膠水型號為漢高公司7362，通過調(diào)試，電子噴膠系統(tǒng)可以正常使用，噴膠效果較好，可滿足生產(chǎn)需求，同時提高了產(chǎn)品質(zhì)量，還加裝了hhs上部膠量監(jiān)測，能夠剔除有問題的產(chǎn)品，使檢測合格率達到100%。從本次替換效果來看，與傳統(tǒng)輥膠技術(shù)相比，高速電子噴膠技術(shù)完全可以替代輥膠，并且顯著提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本。

4 指標比較

通過對比輥膠技術(shù)和高速電子噴膠技術(shù)使用前后的效果，經(jīng)過長期觀察和具體數(shù)據(jù)對比，得出以下結(jié)論。

4.1 膠水使用量對比

使用電子噴膠技術(shù)時，通過控制器將噴膠設置成省膠模式，同時因噴膠系統(tǒng)密閉，減少了膠水自然干燥造成的損耗，所以膠水的用膠量通常會減少25%～30%，并且不需要班次結(jié)束后沖洗膠盒。

4.2 生產(chǎn)效率提升

噴膠技術(shù)能夠顯著提高糊盒效率，通常可提升20%～40%，之前由于輥膠噴膠有甩膠現(xiàn)象，需要不定期停機，使用電子噴膠后，完全可解決此問題，效率得到極大提升。表1為噴膠與輥膠連續(xù)生產(chǎn)8h的效率提升對比。

4.3 產(chǎn)品質(zhì)量改善

采用輥膠上膠技術(shù)時，較多產(chǎn)品前后位置會發(fā)生內(nèi)粘現(xiàn)象，但采用電子噴膠方式后，可根據(jù)實際需要進行設置，避免了內(nèi)粘問題，大幅提升了產(chǎn)品質(zhì)量，同時配置質(zhì)量檢測系統(tǒng)后，基本可達到產(chǎn)品無缺陷。

4.4 成本節(jié)約

4.4.1 膠水節(jié)約

電子噴膠系統(tǒng)采用省膠模式膠水可以節(jié)約大概25%～30%，如果按照1臺糊盒機每天生產(chǎn)8h計算，每月膠水用量大概在100～200kg，每月可以節(jié)省膠水在50kg，每公斤市場價格在30～40元，每月每臺糊盒機膠水可以節(jié)省1500～2000元，1年可節(jié)省費用1.5萬～2萬元。

4.4.2 廢水成本節(jié)約

清洗輥膠膠盤每天產(chǎn)生的廢水大概在10～15L，1個月大概會產(chǎn)生在300～450L廢水，現(xiàn)在市場上處理1t廢水費用大概在8000～12000元。而采用電子噴膠方式，1臺機器大約可節(jié)省5000元，一年可節(jié)省60000元。如果客戶有10臺糊盒機，那么一年節(jié)省費用可為60萬元。

4.5 設備投資與回報期

雖然高速電子噴膠技術(shù)初期投資較高，但由于其運行成本低，按照成本節(jié)約角度看，通?？蛻敉顿Y1套設備，可在1～2a內(nèi)就能收回投資。第3年開始就可以盈利，且按照實際使用15a來計算，大概共計可以節(jié)省150萬元。

4.6 應用前景

隨著包裝行業(yè)的不斷發(fā)展和環(huán)保要求的提高，高速電子噴膠技術(shù)將會被更多的客戶采用。未來，該技術(shù)有望在藥品、化妝品等高端包裝領域發(fā)揮更大作用，同時，為客戶帶來更大的收益。

5 結(jié)束語

通過對高速電子噴膠技術(shù)與輥膠技術(shù)的比較分析和實際應用案例的分析，可以得出以下結(jié)論：高速電子噴膠技術(shù)在包裝行業(yè)中具有廣泛的應用前景和巨大的市場潛力。該技術(shù)提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本，減少了環(huán)境污染，同時極大地減少了處理廢水的成本和膠水使用成本。所以鼓勵更多的包裝企業(yè)積極采用糊盒機高速電子噴膠技術(shù)，推動包裝行業(yè)的綠色發(fā)展和智能化升級。