Bissell Homecare家庭護理公司為旗下地毯濃縮清潔產品(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線,生產線坐落于Bissell新建的創新中心,其最高運行速度可達120瓶/分鐘。
自1876年以來,Bissell一直致力于生產和銷售高品質地板護理產品,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不懈努力已確立了全球行業領先地位。該公司最家喻戶曉的產品是一款地毯機械清掃機,它的出現比真空吸塵技術早了50年。
2008年,Bissell投資900多萬美元,在MI Walker大瀑布外翻建并升級現有工廠,最終呈現在大家面前的就是如今的Bissell創新中心。當時,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間,2009年8月,創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,它們被存儲在一個大箱子中。在記者采訪期間,工廠新升級的包裝生產線正在包裝60盎司瓶。一開始,工人以手動方式把矩形空瓶放置在包裝生產線上。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品批號和生產日期。接著,灌裝機底部進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,公司為每個獨立平臺配備了稱重傳感器。當空瓶進入灌裝機時,稱重傳感器首先測得空瓶重量,之后工業計算機控制器打開灌裝閥,當傳感器測得的產品重量達到設定值時,閥門即刻關閉。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品的加工和灌裝數據,并提供即時生產反饋信息。
舉個例子,控制系統在監測包裝線運行時間時,可在任意一段生產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渡的產品量,從而告知經營者有多少產品的重量符合既定標準。當一個空瓶灌裝完以后,操作員只需從從計算機菜單中設置選項,計算機便能自動設置灌裝參數并開始灌裝。
新瓶的優勢
公司為新產品——地毯濃縮清洗劑升級了包裝生產線,以滿足7種規格(8-60盎司)產品的不同包裝需求。新產品的濃縮比例是之前一款產品的2倍。Bissel與創意機構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,并加入人體工程學和適量分配理念,以提高產品附加值,從而為消費者帶來新體驗。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,新產品的性能并沒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環保事業,可減少塑料對環境產生的負面影響。
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更簡單環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倍濃縮產品已成功獲得EPA綠色設計(DfE)認證,這意味著新產品有著出色的環保安全性能。Bissel在加入DfE項目后,一直致力于研發對人類健康有益的產品。此外,他們也不斷改良產品配方,以最大程度減小產品本身對環境的影響。
瓶子離開灌裝機后通過星輪運至Fowler Products提供的五頭旋轉式封口機那里。瓶子通過給料螺旋運輸機進入到連續運作的封口機中,然后通過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,最終通過防滑電梯上升至頂部漏斗。
旋轉式分選機采用開放式下放配置,瓶蓋落入分選機后被運至封口軌道,隨后進入封口機。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,通過該設備后的瓶蓋可直接落入旋轉盤的凹槽中。
當旋轉盤經過一個選定區域時,凹槽里開口朝上的瓶蓋立刻被拋入碗中。隨后,瓶蓋進入封口斜槽,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,比起普通的機械爪,吸盤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,夾子便自動松開瓶蓋,恢復到初始位置。如果封口機測得瓶槽是空置的,也就是說沒有任何飲料瓶,則設備自動待命,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。
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貼標頭,所有的零件都可通過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,可實現觸摸提取。
之后,這些瓶子進入Axon收縮套標機,該設備可為瓶蓋套上收縮套標簽。套標時,薄膜先被滾軸拉出,然后通過一個電動薄膜收放系統被拉至機器頂部,最后進入應用氣室。
進入氣室的薄膜通過一系列滾軸后被拉至子彈頭,吸盤隨后拉開管狀薄膜。在這一工序中,兩個步進驅動滾軸必須與印刷套準系統連接,以確保薄膜的長度在規定范圍內。
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,它可實現縱向和橫向的自動調整。當傳感器檢測到容器時吸盤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,新標簽立刻通過一組牽引輥最終貼附在產品包裝上。
只有一組吸盤負責固定標簽,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,準備為下一個容器拉膜。
這些瓶子通過Axon蒸汽隧道后,薄膜會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。在記者采訪過程中,這臺設備并沒有運行。
瓶蓋被扭緊
接著,卸下的瓶子通過星輪,被傳送至Kaps-All Packaging Systems提供的內聯封口機處。這條包裝生產線的運行時間很靈活,它主要負責平蓋的封口工作。封口后的瓶子隨后進入Pillar Technologies出品的感應封口機中。
這些瓶子首先穿過一臺內聯ACT - 8自動八主軸封口機(Accutek Packaging Equipment Co. Inc.提供),待感應封口機測得瓶蓋緊密度數值后,設備開始扭轉瓶蓋,直至緊密度達到既定值。八個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Teledyne Taptone出品的檢查系統,以檢測是否有泄漏情況。容器進入設備時,傳送帶兩端會自動縮緊,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始檢測容器尺寸規格,如超出可接受范圍,則瓶子將被自動剔除。
伺服驅動裝箱機
接著,瓶子被送往Hamrick Manufacturing & Service裝箱機中。瓶子一一進入設備后被伺服控制分隔系統分成多個通道,這有助于實現單通道積累量相同,并能防止出現堵塞。記者發現,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旗下最先進的一款產品,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,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關和一塊編程墊。
此外,這臺設備還安裝了一臺高速喘振控制輸送機,可實現計算機自動調整通道運行速度,以滿足通道速度加快和放慢的需要。
負責人告訴記者,產品轉換速度主要取決于PLC中的20組獨立時間值以及伺服控制分隔系統中255條通道的運行速度。每個容器的運行參數都保存在計算機內存中,操作人員可通過人機界面提取信息。
Southern Packaging Machinery出品的機械設備負責把瓦楞紙箱豎直起來,然后紙箱進入Hamrick裝箱機,其進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瓦楞紙箱,當機器同時釋放兩個紙箱時,飛桿啟動并推動紙箱至裝載區域。
此時,機器將同時釋放一定量的瓶子,裝進兩個紙箱中。這些瓶子同樣需要進入填裝區域,由一閥門控制其具體方位。當兩個紙箱和飲料瓶都放置在適當位置時,瓶子下方的平板即刻打開,瓶子隨即下落至紙箱中,釋放瓶子的同時紙箱被快速吊起,然后再慢慢下降,為的是增大瓶子下落時的緩沖力,減小玻璃瓶被撞碎的可能性。
裝完瓶子的紙箱隨后將通過Highlight Industries出品的頂部貼膠機,該設備配有可調節側帶,能實現自動折疊封蓋,其貼膠精準度和一致性也非常高。貼膠過后,噴墨打印機負責在紙板箱上打印產品生產日期和批號。這臺噴墨打印機包括一個Foxjet的ProSeries打印頭和一個Inkjet 出品的Anser™智能型噴印系統。
之后,所有的箱子通過Lambert Material Handling提供的地面水平碼垛機堆集在一起,托盤隨后被Highlight Industries Freedom 6500旋轉式包裹機覆上包裹膜,薄膜覆蓋托盤每一角落,其穩定性也因此得到有效提升。
Bissell對整條包裝生產線實施規范化和安裝集成控制,可確保生產線平穩運行。傳送帶和產品堆疊通道緊密連接在一起,一旦發生產品堵塞,傳送帶將自動調節運行速度,以減緩堵塞壓力。此外線上的機器還可相互“溝通”,傳感器通過感應各階段產品的狀態可調整相應設備的運行速度。