精准、高效施胶改善产品品质

何宇云 诺信（中国）有限公司

随着一次性卫生用品行业产能的不断提高，市场竞争日趋激烈。生产厂家对原材料精心筛选，在亲肤、抗菌、轻柔等方面着力，以求提升使用者的满意度。而热熔胶作为材料间的粘合剂，其施胶方式、施胶定量以及施胶精度等都会影响到产品的成品率及消费者的使用体验。

一 施胶方式的精准选择

热熔胶施胶方式分刮胶和喷胶两种。刮胶有边缘控制好、间断效果好、胶面平整等优点，但同时也有对材料平整度要求高及液体速渗性受限等缺点；喷胶有透气性好、柔软度好、对材料要求低等优点，但同时间断效果及边缘控制效果都有所削弱，喷胶时还可选择不同的胶型，以满足不同工位的使用要求。喷胶胶型的选择一般遵循以下原则：

● 剥离强度要求高的工位，例如芯体各层材料的粘结，宜选择胶丝交叉的胶型，如螺旋胶型等。

● 剥离强度要求不高的工位，如底膜复合，可以选择无交叉的胶型，如纤维胶型，产品手感柔软。

另外，胶丝越粗，对材料的浸润性越强，粘合强度更高。但需要警惕的是，胶丝过粗也会导致胶水过度渗透到材料另一侧，影响正常开机。因此需要选择合适的喷嘴出胶孔径。

刮胶行天下或者喷胶行天下的时代已经过去，客户在考虑精细化生产时，应该把施胶方式的选择放在细节考虑范围内，选择适合自己产品、适合生产工艺流程的施胶方式。

二 施胶精度的精准选择

传统热熔胶设备由胶机、喉管和胶枪三大部分构成，在生产过程中会存在一些弊端：

● 生产线工位实时耗胶量无法检测；

● 生产线开机提速过程胶量不足，正式生产过程胶量波动，停机降速过程胶量过多；

● 热熔胶设备齿轮泵磨损或者过滤网堵塞问题造成胶量偏差，不能及时警报；

● 即使知晓工位存在施胶误差，但热熔胶系统无法在线补偿；

● 材料横向与纵向热熔胶粘接强度不一致导致产品质量下降。

由于施胶量波动及偏差导致的随机废品一旦流入市场，会引起消费者的投诉。为了解决这些问题，首先要清楚热熔胶输送响应快慢的三大决定因素：

● 热熔胶机齿轮泵的大小；

● 热熔胶输送喉管的长短；

● 生产线开机提速的快慢。

针对这些影响因素，我们可以借助设备，通过智能控制的手段，改善前面提到的生产线常见问题。基础的做法是加入一个流量计量装置，但根据不同层次的需求，具体的解决方案也会有所差异。

1 引入流量计计量装置

在传统热熔胶设备的基础上，在喉管与枪体中间加入流量计记录装置，实时监测生产线工位的实际耗胶量，使用胶量有数可依，有据可循。

图1 闭环控制系统图示

2 引入PID 流量闭环控制

在流量计计量装置的基础上，加入PID 流量闭环控制，流量计信号能够实时反馈到胶机端，胶机控制系统接收到相关信号后，与生产需求的胶量进行比对，自动调整齿轮泵的实时转速，改变即时的出胶量，实现了热熔胶系统的在线自动补偿。

这个做法有效地解决生产提速时胶量不足，产品由于少胶或无胶造成废品的问题；也能解决停机降速胶量过多的问题。热熔胶施胶发生的波动及偏差导致的随机废品率也能大幅降低。

图2 热熔胶机流量检测工作表

图3 热熔胶机齿轮工作图形表

3 引入装有流量计计量装置的胶枪

第I阶段与第II阶段解决的都是纵向施胶精度的问题。但生产中往往因为横向存在较大的偏差，而影响产品的性能。最有代表性的是卫生巾的背胶工位，背胶工位各条胶水间的上胶定量偏差大，会致使胶水与女性衣物的粘接强度不一致，而造成在使用过程中可能存在胶水残留等被消费者投诉的问题。

因此，我们可以引入装有多组流量计计量装置的胶枪，大幅减少材料横向方向上出胶量的偏差，这也有助于客户在使用同等胶水量的情况下，更均匀的将胶水分布到横向各区域，增强胶水的利用率，提高输出精度。

通过以上方法，热熔胶流量监测系统可以实时反馈生产过程中发生的胶量偏差，剔除在生产过程中发生的随机不合格产品，并且能够通过实际胶量与目标胶量的比对，提醒用户停机检查胶机系统故障，避免发生过滤网或者喷嘴堵塞等问题影响施胶效果，而从影响产品的质量。

实际案例分享

● 纵向施胶精度改善案例

图4 纵向施胶精度改善对比

某婴儿纸尿裤生产企业的左右耳贴工位提速方式是从50片/min直接在20s以内提速到550片/min。胶机系统齿轮泵是根据生产线提供的0～10V信号调整转速，受到生产线提速快、喉管长和热熔胶粘度大等因素影响，胶枪的胶压和胶量都无法迅速达到目标值。“引入流量计计量装置及引入PID 流量闭环控制”的解决方案，加入纵向施胶精度控制功能后，生产线升速至550片/min后（提速时间不变），胶量已经达到需求值。无需等待即可高速生产。

表1 某客户生产线改造前与改造后收益对比

● 材料横向+纵向施胶精度改善案例

采用多组流量计量装置的胶枪，不仅可以通过PID闭环控制改善材料纵向施胶精度，还可以大幅度提高材料横向施胶精度。

实际案例表明，在卫生巾护翼部位施胶时，采用带流量计量装置的胶枪，胶量的输出精度可以大幅度提高。

● 日常生产智能告警

客户安装在线热熔胶流量监测系统，可以在胶量发生偏差时进行实时捕捉和追溯，剔除在生产过程中发生的随机偏差。

图5 热熔胶流量监测警示

三 施胶位置的精准选择

图6 传统设备胶枪开闭示意图

热熔胶位置精准是客户是否能够持续高效生产出合格产品的重要一环，要做到指定范围内有胶，指定范围外无胶。以往间断工位的施胶位置，由机台角度控制器决定。当速度变化时，需要进行喷胶长度或者喷胶时间的补偿，使施胶位置符合产品要求。

但如果设备经过一段时间运行使用后，胶枪模块针阀控制机构局部磨损，模块动作速度降缓，将造成施胶位置前后跑位无法在线实时修正。如果没有及时调整施胶位置的参数，这种偶发响应失效产生的随机废品一旦进入销售渠道，将对生产厂家产生影响。

为了解决这个问题，可以增加对针阀机构的光电检测，通过额外的光电设备采集枪体模块针阀的响应反馈信号，通过传感器反馈回来的脉冲信号与电磁阀驱动信号进行比对，判断胶枪是否正常工作。并将针阀的实时运行情况反馈到主机设备或者胶机设备上，如果胶枪针阀动作出现偏差或者失效，则触发警报信号。该光电检测信号经过编译后可以与生产线PLC通讯，实现响应的闭环补偿。也就是通过采用胶枪设备机构磨损监测与在线智能修正，实现对热熔胶枪开/关枪响应的闭环控制。

另外，带胶型控制的热熔胶机也可以与光电检测控制器联动实现胶位的闭环控制，如下图所示。

图7 胶枪设备机构磨损监测与在线智能修正

胶枪设备机构磨损监测与在线智能修正的优势如下：

1、对间断施胶点控制模块工况进行在线实时监测，判断针阀是否存在磨损而产生施胶位移。

2、针阀彻底磨损失效，检测系统可以触发警报信号，提醒生产线停机维护。

3、联动胶型控制器做相应的开/关枪补偿，保证热熔胶图案在产品上位置的精确性。

4、合理运用胶枪针阀检测闭环控制可以减少设备磨损故障带来的生产率下降，及降低因模块磨损无法监测而产生的废品率，保证精益生产。

四 施胶设备的智能联网控制

工业智能联网已经成为当今生产制造的热点。成熟的物联网技术包括感知技术、传输技术、支撑技术及应用技术等方面。热熔胶设备作为一次性卫生用品生产的一部分，随着一次性卫生用品生产设备智能化的发展与进步，热熔胶设备智能联网的呼声也逐渐增大。

目前热熔胶设备终端应用常见的问题主要有：

● 多台热熔胶设备分别独立运行，无法一键设定工作参数；

● 多台热熔胶设备运转工况数据无法一目了然；

● 无法同时采集并分析多台胶机对应的胶量数据或压力数据。

为了解决以上问题，我们可以将热熔胶设备与产线总控系统进行联接，不仅将胶机系统参数传输至主机，主机也可以通过总控设备胶机的参数进行统一设定，提升生产效率。如果配备压力传感器和流量控制的热熔胶设备，还可以将压力数据与用胶量数据进行采集整合分析。

目前，国内不少中高端设备上已经配置了智能联网控制，可以直接在机台主设备上进行参数一键切换，大大减少了操作工人在胶机参数设置上需要的时间，极大地提高了生产效率。

目前热熔胶设备的联网解决的是工业物联网的传输技术层面的问题，有了这个基础，客户可以进行程序拓展，在应用技术层面进行深挖，进一步优化一次性卫生用品整体生产系统的使用，为客户带来更多的效益。

Q&A：

问：传统生产线的胶机都能进行智能化改造吗？改造一台胶机的成本大概是多少？

答：诺信的AltaBlue序列胶机和EZ胶机都可以进行智能化改造。改造成本主要包含两个部分，一部分是需要加装胶机与PLC之间的通讯板卡，另一部分是PLC端需要增加的子模块及相关线缆等。