포장용 멀티헤드 계량기란 무엇인가요?

멀티헤드 계량기는 마이크로 컨트롤러가 여러 계량 유닛을 관리하고 조합 수학을 사용하여 제품의 최적 중량을 결정하고 방출하는 고속, 품질 및 정량 계량입니다. 정량적이며 정해진 무게에 도달할 때까지 하나의 버킷을 채우는 선형 저울과 달리 멀티헤드 계량기는 대량 제품을 작은 부분으로 나누고 여러 호퍼에서 계량한 후 생산 실행의 목표 무게에 맞는 호퍼 세트를 선택합니다.

다양한 산업 분야의 자동화된 식품 포장 시설에서 멀티헤드 계량기는 재료의 주요 분배 센터이자 전체 제품 흐름의 주요 제어 프로세서 역할을 합니다. 멀티헤드 계량기는 단순한 계량기 그 이상으로 생산 라인의 흐름, 속도 및 정밀도를 제어합니다. 수직 형태 충진 및 밀봉 및 고속 통조림 시스템의 포장 기계는 멀티헤드 계량기만큼 빠르고 정확하게 작동해야만 작동할 수 있습니다.

포장 산업의 글로벌 중소기업(중소기업)은 계획적이고 전략적인 투자를 우선시하는 동시에 고정밀 제조를 위한 완전 자동화와 수동 작업에서 반자동 작업으로 전환할 가능성이 높습니다. 멀티헤드 계량기의 가장 중요한 재정적 이점은 "공짜"를 최소화할 수 있다는 점입니다. 공짜란 국가 규정을 준수하기 위해 팩에 포함된 제품의 초과량을 말하며, 각 팩은 법적으로 정해진 최소 중량을 가져야 합니다. 수동 계량의 경우, 직원들은 중량 미달로 인한 불이익을 피하기 위해 몇 그램을 더 채워 넣습니다. 수백만 개의 팩을 처리하는 과정에서 이는 치명적인 문제가 될 수 있습니다. 멀티헤드 계량기는 이러한 과충진 범위를 몇 그램 단위로 줄여줍니다. 따라서 절약된 공짜를 바로 수익으로 전환할 수 있어 비용 효율적이며, 투자한 자본에 대한 회수 기간이 매우 빠릅니다.

멀티헤드 계량기 시스템의 핵심 구성 요소

공장 관리자는 장비의 신뢰성과 위생 기준을 충족하는 장비의 능력을 평가할 때 멀티헤드 계량기의 작동 원리를 완전히 파악하기 위해 장치의 구조 엔지니어링에 대한 기본적인 이해가 있으면 도움이 됩니다. 고품질 멀티헤드 계량기에서는 다양한 개별 구성품이 물리적 구성품과 전자 구성품이 긴밀하게 통합된 좋은 예가 될 수 있습니다.

• Top Cone: 기계의 최상단에 위치한 탑 콘은 첫 번째 접촉 지점 역할을 하며 업스트림 인클라인 컨베이어 또는 Z 버킷 엘리베이터에서 벌크 자재를 받습니다. 상단 콘은 진폭을 조절하는 연속 제어 진동을 사용하여 벌크 제품이 선형 피더로 360도 방사형으로 분산되는 것을 돕습니다.
• 리니어 피더 팬: 상단 콘과 인피드 깔때기 주위에 방사형으로 배치된 이 공급 팬은 퍼진 제품을 수집합니다. 각 팬에는 독립적인 진동 시스템이 있으며, 각 팬의 매개변수를 제어하여 개별 공급 장치로 제품이 지속적이고 균일하게 흐르도록 합니다. 이러한 각 팬의 디자인은 취급하는 제품의 특정 흐름 특성에 맞게 조정됩니다.
• 피드 버킷(홀딩 버킷): 이 버킷은 선형 공급 팬 바로 아래에 위치하며 임시 저장 장치로서 재료를 스테이징하는 역할을 합니다. 계량 호퍼가 설정값 아래로 떨어지는 순간 공급 버킷이 게이트를 열어 해당 계량 버킷에 재충전을 제공합니다. 이 스테이징 시스템은 상단 콘이 각 버킷이 순환할 때까지 기다리지 않도록 하여 연속 작동을 용이하게 합니다.
• 버킷 무게 측정: 계량 공정의 이 단계에서 가장 중요한 것은 질량 측정입니다. 기계의 프레임과 식품과 접촉하는 모든 부품에는 1.5mm ~ 2mm 두께의 식품 등급 304 또는 316 스테인리스 스틸이 사용됩니다. 이러한 소재의 고유한 사양은 수년간의 지속적인 고주파 진동에도 미세 균열이 발생하지 않도록 보장합니다. 또한 사용된 소재는 안전하며 산이나 염분과의 접촉으로 인한 부식에 대한 저항력이 가장 높습니다.
• 로드셀: 로드셀 기술은 이 기계에서 가장 중요한 센서 부품을 제공합니다. 각 계량 버킷에는 물품에 가해지는 하중을 측정하여 무게 측정값으로 변환하는 스트레인 게이지 로드셀이 1개씩 있습니다. 이 센서는 1밀리초 안에 무게 변화를 감지할 수 있으며 개별 물품의 부피나 무게에 따라 0.1g~1.5g의 정확도로 물품을 측정할 수 있습니다.
• 스테퍼 모터: 각 버킷 게이트는 스테퍼 모터를 통해 각도, 속도, 폐쇄력을 구체적으로 제어하여 열고 닫을 수 있습니다. 공압 실린더를 사용하는 다른 옵션에 비해 스테퍼 모터는 제품이 찌그러지지 않도록 버킷 게이트의 위치를 제어하고 조정할 수 있기 때문에 더 나은 제어가 가능합니다.

단계별 멀티헤드 계량기 작동 원리

진정한 포장의 달인이 되려면 멀티헤드 계량기의 작동 원리를 이해해야 합니다.

1단계: 자료 공급 및 배포

이 공정은 업스트림 Z-엘리베이터가 원료를 상단 콘으로 방출하는 것으로 시작됩니다. 상단 콘 위에 위치한 광전 센서가 제품 베드의 두께를 결정합니다. 두께가 너무 얇으면 센서가 엘리베이터에 더 많은 제품을 분배하도록 명령하여 공급 속도를 최적화합니다. 두께가 너무 과부하되면 센서가 엘리베이터에 정지를 명령합니다. 이 피드백 루프는 구조적 손상을 방지하고 재료 압력을 일정하게 유지합니다. 상단 콘은 진동을 통해 제품을 선형 피더 팬으로 확산시킵니다. 이 팬은 특정 진동 주파수를 사용하여 제품을 균일하게 분배하고 분리하여 일관된 흐름을 만듭니다. 팬 진동으로 인해 재료가 가장자리에서 긁혀져 깔때기를 통해 떨어지거나 피드 버킷의 준비 영역으로 직접 떨어질 수 있습니다.

2단계: 호퍼에서 독립 계량하기

공급 버킷에 적재된 재료가 들어 있으면 하단 게이트가 동시에 열리면서 바로 아래에 위치한 계량 호퍼 모듈로 제품이 방출됩니다. 이곳에서 실제로 제품을 측정합니다. 각 계량 호퍼에는 고정밀 로드셀이 있어 호퍼에 있는 재료의 값을 즉시 측정합니다. 센서는 순식간에 안정화라는 프로세스를 거칩니다. 이 프로세스는 디지털 저역 통과 필터라는 메커니즘을 통해 공장 현장의 모든 주변 기계적 진동 소음을 걸러냅니다. 그런 다음 센서는 질량 값을 중앙 MCU의 메인 보드로 전송합니다. 예: 시스템은 전체 헤드 수에 대해 호퍼 A가 25g, 호퍼 B가 32g, 호퍼 C가 18g 등을 감지합니다. 더 정교한 시스템에는 자동 정지 기능이 있습니다. 센서가 너무 많은 호퍼가 비어 있음을 감지하면 시스템이 계량 사이클을 중지하여 흐름이 안정화되어 부분적인 혼합을 방지할 수 있도록 합니다.

3단계: 조합 알고리즘의 마법

멀티헤드 계량기의 작동 원리의 진정한 마법은 컴퓨터 조합 계량 알고리즘의 힘에서 비롯됩니다. 생산 라인의 목표 포장 중량이 100g이라고 가정해 보겠습니다. 중앙 CPU는 모든 호퍼의 무게를 헤드 컨트롤러로 전송하고, 마이크로컴퓨터는 하나의 호퍼를 정확히 100g으로 채우려고 하지 않습니다. 대신 마이크로컴퓨터는 호퍼의 가능한 모든 수학적 조합을 즉시 계산합니다.

일반적인 14헤드 계량기의 경우 마이크로 컨트롤러는 1/10초 이내에 수천 개의 무게 조합을 평가합니다. 마이크로 컨트롤러는 100g 또는 100g에 가장 가까운 무게(예: 100.2g)를 산출하는 조합을 식별하는 동시에 소비자 보호법 준수를 위해 목표 무게에 미달하는 조합은 엄격하게 피하고 거부합니다. 시스템에서 호퍼 A(25g) + 호퍼 D(31g) + 호퍼 G(44g)가 100g이라고 계산하면 마이크로 컨트롤러는 완벽한 수학적 솔루션을 갖게 됩니다. 마이크로 컨트롤러가 호퍼 A, D, G의 스테퍼 모터에 제어 신호를 보내면 셔터가 열립니다. 100g의 재료는 중간 배출 슈트를 통해 대기 중인 깡통, 대형 용기, 복합 종이 튜브 또는 회전 포장 기계로 바로 사용할 수 있는 사전 제작된 파우치로 깨끗하게 배출됩니다.

다양한 재료를 위한 멀티헤드 계량기 유형

공장에서는 다양한 제품을 처리하기 때문에 조합 저울은 매우 다양한 용도로 사용할 수 있습니다.

과립 및 건조 스낵용 고속 모델

정밀도와 속도를 위해 설계된 이 모델은 과립을 대량으로, 고정밀로 처리하는 환경에서 탁월한 성능을 발휘합니다. 제품에는 혼합 견과류, 건사료, 압출 스낵, 시리얼, 커피, 쌀 등이 포함됩니다. 리니어 팬과 호퍼의 접촉면은 제품의 마찰 계수에 따라 표준 마이크로 딤플 표면 또는 표준 매끄러운 스테인리스 스틸로 만들어집니다. 딤플 표면은 접촉 면적을 줄여 기름지거나 축축한 과립이 달라붙지 않도록 합니다. 전체적인 설계는 제품의 빠른 흐름과 로드셀의 즉각적인 안정화를 보장합니다. 이 유형의 헤드 계량기는 다음과 같은 속도에 맞게 설계되었습니다. 고속 캔 시밍 기계 또는 VFFS 배거를 사용하여 다운스트림 장비를 최대한 활용하고 최적의 성능으로 작동하도록 합니다.

깨지기 쉬운 간식을 위한 저낙하 모델

동결 건조 과일, 구운 비스킷, 감자 칩과 같은 제품은 포장할 때 포장의 무결성을 잃고 쉽게 깨질 수 있습니다. 일반적인 중력 낙하로 인해 제품이 포장 호퍼의 금속 벽에 닿으면 파손되어 포장 영역에 허용할 수 없는 파손과 먼지가 발생할 수 있습니다. 저낙하 멀티헤드 계량기는 제품의 운동 에너지를 낮추는 방식으로 제품을 공급합니다. 본질적으로 엔지니어링 설계는 기계의 내부 형상을 변경합니다. 배출 슈트의 슬라이드 각도가 훨씬 얕아지고 상단 콘, 공급 버킷 및 계량 버킷의 수직 거리가 최대로 압축됩니다. 이러한 방식으로 기계의 설계는 제품이 자유 낙하하지 않고 미끄러지도록 돕습니다. 이러한 설계는 벌크 공급부터 포장까지 다양한 단계에서 제품을 보호하는 데 목적이 있습니다.

끈적끈적한 식품용 스크류 피더

대부분의 표준 진동 기반 멀티헤드 계량기는 끈적끈적한 제품이나 점성이 있거나 양념이 많이 묻어 있는 젖은 신선 제품을 취급할 때 실패합니다. 이 카테고리에 해당하는 제품은 젖은 애완동물 사료 덩어리, 바로 먹을 수 있는 식사, 신선한 다진 고기, 끈적끈적한 보존 과일입니다. 이러한 제품은 스테인리스 스틸 팬에 달라붙기 때문에 진동으로 인해 앞으로 이동하지 않고 팬에 압축되어 달라붙을 수 있습니다. 이러한 유체 역학 문제를 해결하기 위해 스크류 시스템이 통합되어 선형 진동 공급을 대체합니다. 대신 전동 스크류 오거가 사료 공급통에 설치됩니다. 이 스크류는 끈적거리는 제품을 적극적으로 밀어내고 빼내어 제품이 얼마나 젖거나 끈적이는지에 관계없이 공급 버킷이 완전히 채워지고 공급되는 제품의 양이 동일하게 유지되도록 합니다.

선택 방법: 10개 대 14개 대 24개 헤드

조합 저울의 올바른 구성을 선택할 때는 기계의 기술적 매개변수를 공장의 예상 생산량, 사용 가능한 예산 및 처리할 특정 유형의 재료에 맞추는 것이 중요합니다.

중소기업 생산 설비에 가장 합리적인 자본 투자는 14헤드 멀티헤드 계량기입니다. 계량 14헤드 모델은 고정밀 계량을 위해 설계된 산업 표준 모델입니다. 계량 정확도 범위 편차가 0.1g에서 2g에 불과한 10g에서 3000g까지 단일 범위에서 계량할 수 있습니다. 14헤드 멀티헤드 계량기는 제품 중량에 따라 1.6L 또는 2.5L 호퍼 용량을 제공하며 분당 최대 60~120개의 패키지를 연속으로 충진할 수 있습니다. 14헤드에는 액티브 서보와 7인치 터치 패널이 있는 지능형 MCU 제어 시스템이 장착되어 있습니다. 14헤드 멀티헤드 계량기는 생산 라인을 신속하게 변경할 수 있도록 설계되었습니다. 이 시스템을 사용하면 수동 변경 없이 여러 제품을 생산할 수 있습니다. 생산 라인을 50g 커피에서 500g 쌀로 단 몇 초 만에 변경할 수 있습니다.

엔지니어를 위한 일반적인 문제 해결 가이드

MCU 시스템을 갖춘 고급 장비도 일반적인 문제를 경험합니다. 문제 해결, 유지 관리 및 운영 프로토콜은 개선과 사용자 경험의 핵심입니다.

• 부정확한 계량: 아직 계량 센서를 제거하지 마세요. MCU 터치스크린에서 소프트웨어 영점 보정 기능을 사용하여 영점 보정을 시작하려면 영점 보정을 누릅니다.
  • 공장 현장을 확인하세요. 로드셀은 매우 민감하며 기압의 영향을 받을 수 있습니다. HVAC 시스템이나 대형 산업용 선풍기 등의 강한 기류가 계량 버킷에 불어오는지 확인합니다.
  • 물리적 진동을 살펴봅니다. 멀티헤드 계량기가 다운스트림 포장기나 시머에 연결되지 않은 자체 지지 구조에 배치되어 큰 진동으로부터 최대한 자유로울 수 있는지 확인합니다.
• 로드셀 먼지 및 센서 오류: 의약품, 분말 또는 먼지가 많은 물질을 취급하는 장소에서는 로드셀 주변의 작은 틈새에 미세먼지 입자가 끼어 센서가 멈추고 오류 메시지가 표시될 수 있습니다.
  • 세척은 매우 중요합니다. 장비에 세척 수준 이상의 높은 수준의 IP 방수 등급이 부여되지 않은 경우, 환경미화원은 장비의 어느 곳에서도 고압 세척을 사용할 수 없습니다.
  • 엔지니어는 건조한 압축 공기와 정전기 방지 브러시를 사용하여 센서 틈새의 먼지를 제거해야 합니다.
• 호퍼의 머티리얼 막힘: 버킷 게이트가 열릴 때 제품이 지속적으로 완전히 배출되지 않는 경우 먼저 MCU 패널에 액세스하여 스테퍼 모터 매개변수를 확인하십시오. 프로그래밍된 개방 각도와 도어 개방 체류 시간이 제품의 부피와 유량에 충분한지 확인합니다.
  • 기계적 설정은 올바른데 재료(젤리 곰이나 염분이 많은 스낵류)가 강철에 달라붙는다면 304 표준 스테인리스 스틸로는 절단할 수 없습니다. 공학적 해답은 표준 호퍼를 테프론(PTFE)으로 도금하거나 표면 마찰과 끈적임을 줄여주는 딤플이 있는 특수 패턴이 있는 호퍼로 대체하는 것입니다.

요약 및 다음 단계

적합한 멀티헤드 계량기를 찾기 위한 첫 번째 단계는 특정 자재 취급 요건과 바닥 공간 제약을 이해하는 것입니다. 계량기는 광범위한 고성능 에코시스템에 완벽하게 통합될 때만 최대의 효율성을 달성할 수 있습니다.

에서 레바팩는 전 세계 중소기업을 위한 정밀하고 자동화된 포장 솔루션을 전문적으로 엔지니어링합니다. 딱딱한 기성 기계가 아닌 고객의 생산 요구사항에 정확히 부합하는 솔루션을 제공합니다:

• 맞춤형 엔지니어링 시스템: 독립 실행형이 필요한지 여부 LPE-SFM014 고속 계량기 또는 완전히 통합된 통조림 그리고 사전 제작 파우치 포장 라인를 통해 기계 구조, 속도 및 레이아웃을 공장에 맞게 조정합니다.
• 타협하지 않는 정밀도 & 내구성: 당사의 장비는 고급 CNC 가공을 통해 제작되어 마이크로 수준의 정밀도를 달성합니다. 프리미엄 스테인리스 스틸과 최고급 국제 부품(예: Siemens 및 Schneider)을 사용하여 장기적인 기계적 신뢰성을 보장합니다.
• 포괄적인 수명 주기 지원: 귀사가 조달하는 모든 기계와 함께 귀중한 작업자 교육, 상세한 매뉴얼, 사전 예비 부품 관리를 제공하여 인력의 역량을 강화하고 생산 가동 시간을 극대화합니다.
• 업계 최고의 보호 기능: 연중무휴 기술 대응 및 원격 진단을 제공하는 글로벌 서비스 네트워크의 지원을 받아 16개월의 연장된 종합 보증을 통해 자본 투자를 보호할 수 있습니다.

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