Kecekapan kerja meningkat lebih 300%! Peranti pemeriksaan pek rokok baharu adalah sehebat ini!

Pada Februari 2025, Zhang Jianmin, Setiausaha Parti dan Pengarah Pentadbiran Monopoli Tembakau Negeri dan Pengurus Besar Perbadanan Tembakau Nasional China, menekankan semasa pemeriksaan di Hunan Tobacco untuk 'memperdalamkan lagi pembaharuan dan inovasi, menyuntik momentum baharu ke dalam-pembangunan dan pemodenan berkualiti tinggi dan menggalakkan inovasi perindustrian melalui pembangunan teknologi yang berterusan'. Arahan ini menunjukkan cara untuk inovasi teknologi dalam industri pembungkusan rokok. 'Prestasi pelekat' ialah penunjuk penting kebolehsuaian mesin pek rokok, kerana kekuatan lapisan pelekat secara langsung menentukan kestabilan struktur pek rokok sepanjang penyimpanan, pengangkutan dan jualan. Menurut tinjauan 2024 oleh Jawatankuasa Pembungkusan Tembakau Persekutuan Pembungkusan China, kadar sekerap purata pek rokok domestik akibat isu gam ialah 5.7%, dengan beberapa perusahaan kecil dan sederhana-melebihi 15%, mengakibatkan kerugian ekonomi langsung tahunan melebihi 200 juta yuan.

Pada masa ini, menguji prestasi pelekat pek rokok siap adalah secara manual sepenuhnya. Proses ujian melibatkan tiga langkah utama: penyediaan bahan, lekatan kertas dan penilaian-kupas, meliputi lebih daripada sepuluh tindakan seperti memotong sampel, menggunakan gam, menekan, menetapkan, mengelupas dan penilaian, semuanya bergantung sepenuhnya pada kerja manual. Kaedah tradisional ini mempunyai masalah seperti jumlah gam yang tidak tepat, penggunaan tidak sekata, kertas yang tidak sejajar, dan tekanan yang tidak mencukupi, yang membawa kepada masa ujian yang panjang, ujian berulang, intensiti buruh yang tinggi dan kecekapan yang rendah. Sesetengah peralatan pemanasan juga menimbulkan risiko keselamatan. Untuk menangani isu ini, Changde Jinpeng Printing Co., Ltd. (selepas ini dirujuk sebagai 'Changde Jinpeng') menggunakan pendekatan 'usaha bersama perusahaan industri huluan dan hiliran', berjaya membangunkan peranti ujian prestasi pelekat kertas pembungkusan melalui-penanda aras tapak dan inovasi kolaboratif. Artikel ini menerangkan secara sistematik latar belakang, pelan teknikal, hasil pelaksanaan dan nilai promosi peranti, bertujuan untuk menyediakan rujukan bagi inovasi teknologi ujian kualiti dalam industri.

Latar Belakang Teknikal dan Analisis Masalah

01/ Maksud Teknikal Prestasi Pelekat

Prestasi pelekat merujuk kepada proses berdasarkan mekanisme kegagalan pelekat, mensimulasikan langkah menekan pelekat dalam pembentukan pek rokok. Dua sampel diikat bersama dan kemudian dikupas secara merosakkan. Jika gentian kertas dipisahkan oleh gam, prestasi pelekat dianggap layak. Penunjuk prestasi ini secara langsung mencerminkan keserasian antara pelekat dan substrat kertas dan merupakan parameter utama untuk memastikan kestabilan struktur pembungkusan.

02/ Kaedah Pengujian Tradisional dan Masalahnya

Pada masa ini, semua kotak rokok memerlukan ujian prestasi pelekat sebelum meninggalkan kilang. Proses ujian boleh dibahagikan kepada tiga peringkat utama: 'penyediaan bahan,' 'lekatan kertas' dan 'peel{1}}penilaian.' Langkah-langkah operasi khusus termasuk: ambil sampel untuk diuji dari beg sampel → potong kawasan pelekat sampel kepada 20mm × 50mm → lukis gam dengan picagari (seperti ditunjukkan dalam Rajah 1) → jatuhkan gam ke kawasan pelekat → sapukan gam secara rata menggunakan penitis bersih → selaraskan kertas kembali dengan kawasan yang dilekatkan haba → selaraskan kertas (seperti ditunjukkan dalam Rajah 1) biarkan ia berdiri secara mendatar selama 30 minit → kupas secara manual kedua-dua permukaan yang diikat dipisahkan sepenuhnya → periksa secara visual untuk melihat jika gentian kertas rosak.

Rajah 1 Penyedutan Gel secara Manual

Rajah 2 Penekan Pengedap Haba

Selepas analisis, proses operasi manual sepenuhnya di atas mempunyai masalah berikut:

(1) Kecekapan rendah: Ujian tunggal di makmal mengambil masa terlalu lama, dengan proses penuh mengambil masa kira-kira 35 minit. Selepas permintaan untuk pemeriksaan, terdapat menunggu lama untuk maklum balas, yang tidak dapat memenuhi-masa sebenar keperluan pemantauan pengeluaran.

(2) Bahaya keselamatan: Beberapa langkah ujian melibatkan peralatan pemanasan, dan operasi manual membawa risiko seperti terbakar dan bahaya elektrik.

(3) Ketepatan tidak mencukupi: Kaedah ujian semasa agak kasar. Kawalan jumlah gam bergantung pada pengalaman pengendali, dan keseragaman salutan tidak boleh dijamin, membawa kepada ketepatan rendah dalam data ujian, menjadikannya sukar untuk menyokong kawalan kualiti yang diperhalusi.

(4) Kadar pemeriksaan semula yang tinggi: Keseluruhan proses dilakukan secara manual dan langkah utama (seperti gam mengikis, penjajaran dan penekanan) terdedah kepada ralat, menyebabkan kegagalan percubaan. Kadar pemeriksaan semula adalah setinggi 50%, yang bukan sahaja meningkatkan beban kerja tetapi juga membazirkan sumber ujian.

Secara ringkasnya, kaedah ujian manual tradisional tidak lagi sesuai untuk keperluan industri pek rokok moden untuk kawalan kualiti yang tepat dan cekap. Terdapat keperluan mendesak untuk membangunkan peranti ujian terstandard dan automatik untuk menghapuskan gangguan manusia secara asasnya.

Penyelesaian dan Prinsip Teknikal

01/ Matlamat Penyelidikan dan Pendekatan Keseluruhan

Untuk menangani isu di atas, pasukan projek kami menetapkan matlamat pembangunan berikut: untuk membangunkan peranti ujian prestasi pelekat kertas pembungkusan yang menyeragamkan dan mengautomasikan proses ujian, mengawal jumlah dan keseragaman gam yang digunakan secara berkesan, memastikan penekanan yang selamat dan kukuh dipanaskan, dan meningkatkan kecekapan ujian dan kebolehpercayaan data dengan ketara. Pendekatan teknikal keseluruhan adalah untuk menyepadukan fungsi seperti mengikis gam, memindahkan, memanaskan, dan menekan ke dalam satu peranti, menukar operasi manual yang bertaburan ke dalam proses automatik yang berterusan; mencapai kawalan tepat parameter proses utama melalui struktur mekanikal yang tepat; dan menghapuskan faktor manusia melalui prosedur operasi piawai.

02/ Reka Bentuk Struktur Peranti

Peranti ujian prestasi pelekat kertas pembungkusan yang dibangunkan tergolong dalam bidang teknologi ikatan pembungkusan dan terutamanya termasuk tiga modul berfungsi, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3.

Rajah 3 Peranti Ujian Prestasi Pelekat Kertas Pembungkusan (kiri: rajah skematik, kanan: peranti sebenar)

(1) Pangkalan: Berfungsi sebagai platform sokongan untuk keseluruhan peranti, menyepadukan pemasangan mekanisme mengikis, mekanisme rolling, dan mekanisme laminasi. Ia memastikan kedudukan spatial setiap modul berfungsi diselaraskan dengan tepat, membolehkan proses ujian berterusan.

(2) Mekanisme mengikis: Digunakan untuk mengikis lebihan gam daripada palung berus gam ke dalam palung limpahan dan meratakan gam. Mekanisme ini mempunyai peranti pelarasan jurang pengikis yang tepat untuk mengawal ketebalan lapisan gam dalam julat pratetap, memastikan ketebalan seragam dan konsisten.

(3) Mekanisme penggulungan: Digunakan untuk menekan kertas pembungkus ke lapisan gam selepas mengikis, memindahkan gam ke kertas. Mekanisme ini dikawal oleh unit pemacu yang memastikan penggelek menggunakan gam pada kelajuan dan tekanan yang tetap, menghapuskan isu seperti turun naik kelajuan atau tekanan tidak sekata daripada penggelek manual.

(4) Mekanisme laminasi: Digunakan semasa ujian pelekat untuk menggunakan tekanan terkawal dan pemasaan pada kertas pembungkusan terpaku yang diletakkan di dalam palung laminasi, mensimulasikan proses laminasi dalam pengeluaran percetakan dan pembungkusan sebenar. Mekanisme ini termasuk modul pemanasan elektrik untuk mengawal suhu dan masa tekanan dengan tepat.

03/ Proses Pengujian Standard

Berdasarkan peranti yang dibangunkan, proses ujian piawai berikut telah ditubuhkan:

(1) Persampelan: Sekurang-kurangnya 5 helaian hendaklah dijadikan sampel setiap kelompok. Sampel hendaklah rata, tidak rosak, bebas daripada melekat, dan memenuhi keperluan saiz sekurang-kurangnya 300mm × 300mm. Setiap sampel hendaklah menunjukkan arah butiran kertas dan bahagian hadapan/belakang, dan dimeterai dalam beg.

(2) Penyaman suhu dan kelembapan: Sampel hendaklah dikondisikan di bawah syarat yang dinyatakan dalam GB/T 10739 untuk menghapuskan pengaruh alam sekitar pada keputusan.

(3) Pemotongan sampel: Potong sampel kepada Sampel 1 (98mm × 42mm) dan Sampel 2 (98mm × 50mm), pastikan sisi panjang (98mm) selari dengan arah butiran untuk konsisten dengan arah tegasan pengeluaran.

(4) Aplikasi gam: Gunakan pengekstrak gam untuk mengambil jumlah gam yang tetap dan masukkannya ke dalam takungan gam titik modul penyediaan sampel pelekat.

(5) Mengikis: Pengikis secara automatik menggerakkan gam berlebihan di sekeliling takungan titik ke dalam palung limpahan dan meratakan gam, membentuk lapisan tebal yang sama rata.

(6) Pemindahan gam: Letakkan Sampel 1 (98mm × 42mm) ke dalam modul pelekat dengan bahagian hadapan menghadap ke atas. Mulakan mekanisme penggelek untuk menekan sampel pada lapisan gam yang diratakan pada kelajuan dan tekanan yang tetap, memastikan pemindahan gam seragam.

(7) Laminasi: Keluarkan Sampel 1 dengan gam dan letakkannya dalam slot modul pemanasan elektrik bagi fungsi laminasi, dengan bahagian terpaku menghadap ke atas, sejajar dengan bahagian hadapan Sampel 2. Tetapkan suhu modul pemanasan elektrik dan mulakan peranti tekan-panas untuk menekan Sampel 1 dan Sampel 2 bersama-sama.

(8) Pemasangan sampel: Ambil sampel berlamina daripada peranti pelekat, letakkan satu hujung Sampel 2 ke dalam slot tetap penguji kulit, dan kepit hujung Sampel 1 yang satu lagi dengan lekapan cengkaman.

(9) Ujian pengelupasan: Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4, gunakan sudut pengelupasan 150 darjah dan kelajuan ujian 600mm/s dengan lekapan cengkaman. Catatkan lengkung daya kulit dan tentukan mod kegagalan (kegagalan gentian kertas atau kegagalan antara muka gam).

Rajah 4 Ujian Mengupas Pek Rokok

04/ Penemuan Teknologi Utama

Peranti ini telah mencapai kejayaan teknologi dalam tiga bidang berikut:

(1) Reka Bentuk Bersepadu: Dengan menyepadukan tiga modul berfungsi utama-mengikis, menggelek dan melamina-ke dalam satu tapak, ia menyeragamkan keseluruhan proses dalam eksperimen prestasi pelekat, termasuk menggunakan gam, meratakan lapisan pelekat, memindahkan gam dan melamina, menghapuskan ralat antara langkah.

(2) Kawalan Parameter Tepat: Mekanisme pengikisan memastikan lapisan pelekat adalah seragam dalam ketebalan (ralat Kurang daripada atau sama dengan 0.01mm); mekanisme penggelek, didorong oleh sistem servo, mengawal penggelek untuk memindahkan pelekat pada kelajuan dan tekanan malar, dengan ketepatan kelajuan ±0.1mm/s dan ketepatan tekanan ±0.5N; mekanisme laminating dengan tepat boleh melaraskan tekanan laminating (±1N), suhu (±1 darjah ), dan masa (±0.1s), mensimulasikan keadaan pengeluaran sebenar dengan tepat.

(3) Operasi Standard: Semua operasi ditetapkan melalui-antara muka mesin manusia dan selepas satu-klik bermula, keseluruhan proses selesai secara automatik. Ini menghapuskan sepenuhnya kecacatan yang disebabkan oleh operasi manual, seperti jumlah gam yang tidak tepat, aplikasi tidak sekata, kertas tidak sejajar, atau tekanan yang tidak mencukupi, memastikan kebolehulangan dan kebolehbandingan keputusan ujian. Perbandingan proses ujian sebelum-dan-selepas ditunjukkan dalam Rajah 5.

Rajah 5 Perbandingan proses pengesanan sebelum dan selepas penambahbaikan

Kesan Teknikal dan Analisis Data

01/ Analisis Peningkatan Kecekapan

Selepas berbilang pengesahan berasaskan komputer-dan ujian sebenar, peranti ini telah mencapai peningkatan ketara dalam kecekapan pengesanan. Jumlah masa untuk pengesanan tunggal berkurangan daripada 2057 saat menggunakan kaedah manual tradisional kepada 442 saat, mewakili peningkatan 365.38% dalam kecekapan kerja. Kadar kejayaan keseluruhan proses pengesanan mencapai 100% dan kadar pemeriksaan semula-menurun daripada 50% kepada 0, sekali gus mengurangkan intensiti buruh untuk operator.

02/ Ketepatan dan Kebolehpercayaan Pengesanan

Maklum balas pelanggan: "Reka bentuk peranti ini adalah saintifik dan munasabah, mudah dikendalikan, sangat tepat dan stabil. Ia berkesan mengatasi kelewatan dan sisihan data yang ditemui dalam kaedah ujian manual sebelumnya, memberikan sokongan teknikal yang kukuh untuk meningkatkan kawalan kami ke atas kualiti pelekat kertas pembungkusan."

03/ Penambahbaikan Keselamatan

Ujian manual tradisional menggunakan peralatan pemanasan seperti pengedap haba, yang menimbulkan risiko terbakar dan bahaya elektrik. Peranti ini menyepadukan modul pemanasan ke dalam struktur komposit tertutup, menggunakan penebat haba dan kawalan suhu automatik. Operator tidak perlu menyentuh bahagian-suhu tinggi, menghapuskan sepenuhnya risiko melecur.

Faedah Sosial dan Nilai Aplikasi

01/ Faedah Ekonomi Langsung

Dengan meramal prestasi pelekat kertas terlebih dahulu, peranti ini berkesan mengurangkan sisa dan kerja semula dalam pengeluaran pembungkusan. Dianggarkan jika digunakan secara meluas di seluruh industri, kadar sekerap pek rokok siap akibat masalah pelekat boleh dikurangkan daripada purata 5.7% kepada di bawah 2%. Pada masa yang sama, kecekapan pengesanan yang lebih baik dapat menjimatkan kos buruh yang ketara, mengurangkan kos buruh setiap pengesanan sebanyak kira-kira 80%.

02/ Kepimpinan Teknologi

Operasi piawai peranti ini boleh mengukur prestasi pelekat pelbagai jenis gam dan menyaring formulasi dengan cekap sesuai untuk kertas pek rokok, dakwat dan proses salutan. Ini memendekkan kitaran R&D untuk pemilihan gam dan penambahbaikan formula, menangani masalah praktikal dalam pengeluaran pek rokok dengan tepat seperti penembusan, pengelupasan, limpahan gam dan melekat, dan mewujudkan sistem penilaian keserasian antara gam dan kertas pek rokok.

03/ Sinergi Rantaian Industri

Projek ini menggunakan pendekatan bersama merentasi huluan dan hiliran rantaian industri, menyepadukan sumber teknikal, bakat dan peralatan bagi R&D gam huluan, percetakan pek rokok pertengahan dan perusahaan pengeluaran pembungkusan rokok hiliran. Ini memecahkan halangan maklumat dan teknologi antara setiap pautan, membentuk-sistem pengoptimuman teknikal rantaian penuh daripada bahan mentah kepada produk siap, mempromosikan industri pembungkusan rokok ke arah kecekapan, ketepatan dan kecerdasan yang lebih tinggi serta meningkatkan daya saing teras industri.

04/ Sumbangan kepada Penyeragaman Industri

Projek ini berjaya membangunkan peranti pertama China untuk menguji prestasi pelekat kertas pembungkusan, mencapai industri terlebih dahulu. Untuk memenuhi spesifikasi teknikal bersatu yang diperlukan oleh syarikat dan institusi ujian yang berbeza, pasukan projek menyeragamkan hasil penyelidikan, mempromosikan kemajuan teknikal dan peningkatan kualiti karton lipat dan bahan mentah (kertas) dalam industri pembungkusan dan percetakan, dan meningkatkan penyelarasan sumber dan keupayaan inovasi merentas perusahaan huluan dan hiliran.

Pada masa hadapan, pasukan penyelidik akan terus mengoptimumkan kepintaran peranti, membangunkan sistem penilaian automatik berdasarkan penglihatan mesin, mencapai pengesanan prestasi pelekat tanpa pemandu sepenuhnya, sambil meneroka aplikasi peranti untuk menguji sifat pelekat bahan pembungkusan lain (seperti plastik dan kerajang logam), memberikan sumbangan yang lebih besar kepada inovasi dalam teknologi ujian kualiti pembungkusan.