Rechazo de cajas vacías en la máquina de encolado: causas comunes (boquilla de pegamento o sensor)

En una línea de encartonado de alta velocidad, la estación de rechazo sirve para proteger la calidad del producto. Desvía las cajas que no se forman correctamente, a las que les faltan folletos o que tienen solapas abiertas. Pero cuando la tasa de rechazo de cajas sin rellenar pasa de una o dos por turno a un flujo constante, el problema rara vez reside en las cajas en sí. La máquina rechaza las cajas sin rellenar porque algo en la secuencia de formación no se completa, y en la mayoría de los casos, ese problema se debe al sistema de encolado o a los sensores que le indican a la máquina cuándo aplicar el adhesivo y cuándo la caja está correctamente formada.

Esta guía describe el diagnóstico sistemático del rechazo de cajas vacías relacionado con el pegamento y con los sensores en una máquina de envasado de cartón . El método se aplica de forma general tanto a las máquinas de envasado de carga frontal como a las de carga superior que se encuentran en las líneas de envasado de alimentos, productos farmacéuticos y productos de cuidado personal.

Parte 1: Cuando el sistema de pegamento provoca rechazos

El proceso de formación de la caja depende de que el adhesivo se aplique en el momento, la cantidad y el lugar adecuados. Si no se cumple alguna de estas tres condiciones, las solapas no se pegarán, la caja no mantendrá su forma y la máquina la rechazará.

Compruebe si la boquilla de pegamento está obstruida.

La causa más común de rechazo intermitente de piezas en blanco es una boquilla de pegamento parcialmente obstruida. Tanto los adhesivos a base de agua como los termofusibles pueden provocar obstrucciones. Los adhesivos a base de agua se secan y forman una capa sobre el orificio de la boquilla durante los periodos de inactividad, como las pausas para el almuerzo o los cambios de turno. Los adhesivos termofusibles pueden carbonizarse dentro de la boquilla si la temperatura del tanque es demasiado alta, creando partículas de carbono que obstruyen el flujo.

Una boquilla obstruida produce un patrón de encolado débil o interrumpido. Las solapas de la caja pueden recibir suficiente adhesivo para pasar una inspección visual, pero fallar durante la compresión, donde se abren. La estación de rechazo detecta la caja sin pegar, pero el operario puede no ver el defecto porque el pegamento queda oculto dentro de la solapa.

La solución es sencilla: retire la boquilla, sumérjala en la solución de limpieza recomendada por el fabricante (para adhesivos a base de agua) o purgue con adhesivo termofusible nuevo a la temperatura correcta (para sistemas termofusibles). La boquilla debe inspeccionarse con aumento para detectar desgaste; un orificio erosionado produce una línea de pegamento más ancha y delgada que puede no proporcionar la fuerza de unión suficiente. Las boquillas son consumibles y deben reemplazarse cuando la forma del orificio se deteriora.

Compruebe el sistema de suministro de pegamento.

Si la boquilla está limpia pero el patrón de aplicación del adhesivo sigue siendo irregular, la siguiente comprobación se centra en el sistema de suministro. En los sistemas adhesivos a base de agua, el depósito de presión o la bomba deben proporcionar una presión constante. Un diafragma de bomba desgastado, un filtro en línea obstruido o una manguera con fugas pueden provocar fluctuaciones de presión que generan un patrón de aplicación deficiente en una de cada tres o cuatro cajas; un fallo intermitente difícil de detectar a simple vista.

En los sistemas de adhesivo termofusible, tanto la temperatura del tanque como la de la manguera deben estar dentro del rango especificado por el fabricante. Si la temperatura es demasiado baja, la viscosidad del adhesivo aumenta y el patrón se vuelve delgado y fibroso. Si es demasiado alta, el adhesivo se degrada y puede que no se adhiera correctamente. El controlador de temperatura debe verificarse con un termómetro calibrado independiente; confiar únicamente en la pantalla de la máquina puede hacer que no se detecte un termopar defectuoso.

Compruebe el momento de aplicación del pegamento.

El pegamento debe aplicarse en el momento preciso del ciclo de la máquina. Si la válvula de pegamento se abre demasiado pronto o demasiado tarde con respecto a la posición de la caja, el adhesivo se deposita en la parte incorrecta de la solapa o no la alcanza en absoluto. La sincronización se controla mediante una señal de activación proveniente del codificador de la máquina o de un sensor de producto ubicado aguas arriba.

Un patrón de pegamento que se desplaza constantemente hacia adelante o hacia atrás en la solapa de la caja indica un desfase temporal, que puede corregirse ajustando el retardo de activación en el sistema de control de la máquina. Un patrón de pegamento que varía de una caja a otra sugiere un problema con la señal del codificador o un soporte del sensor suelto que permite que el punto de activación se desvíe. Se debe comprobar que el soporte del sensor esté bien ajustado y se debe inspeccionar el acoplamiento del codificador para detectar desgaste.

Parte 2: Cuando los sensores provocan rechazos

Las estuchadoras utilizan una red de sensores fotoeléctricos, de fibra óptica y, en ocasiones, ultrasónicos para controlar la posición de cada pieza durante el proceso de conformado. Un sensor sucio, desalineado o defectuoso puede indicar al sistema de control que la caja no se ha formado correctamente, incluso cuando el adhesivo y el conformado mecánico son perfectos. En máquinas como la estuchadora REZPACK , la red de sensores proporciona una forma fiable de controlar la presencia de la caja y el cierre de la solapa en cada estación.

Compruebe los sensores de presencia de la caja.

La estación de conformado suele tener dos o tres sensores que deben registrar la posición correcta del cartón antes de que se active el ciclo de encolado. Si uno de estos sensores tarda en responder (debido a polvo en la lente, a que el cable de fibra óptica está doblado o a que la sensibilidad del sensor ha variado), es posible que el controlador de la máquina no reciba la señal de presencia del cartón a tiempo. La válvula de encolado no se activa, el cartón pasa sin encolar y se activa la estación de rechazo.

La limpieza de las lentes del sensor con un paño sin pelusa y alcohol isopropílico debe formar parte del mantenimiento diario. Los sensores de fibra óptica deben inspeccionarse para detectar dobleces pronunciados que puedan dañar las fibras internamente. Si el sensor tiene sensibilidad ajustable, debe configurarse para que detecte de forma fiable la superficie del cartón, pero sin que se active por reflejos o luz ambiental.

Compruebe los sensores de detección de aletas.

Tras aplicar el adhesivo y comprimir las solapas de la caja, un sensor de detección de solapas comprueba que estén cerradas. Si este sensor está configurado con demasiada sensibilidad, puede interpretar una caja correctamente cerrada como abierta y provocar un rechazo erróneo. Si está configurado con poca sensibilidad, puede permitir el paso de cajas con las solapas parcialmente abiertas, lo que provoca atascos en las etapas posteriores del proceso.

El sensor de solapa debe probarse con un lote de cajas en buen estado y confirmar que su señal de salida es estable. Un sensor que produce una señal intermitente o fluctuante en una caja bien formada podría tener una conexión suelta, un amplificador defectuoso o daños internos en el elemento sensor. Sustituir un sensor sospechoso suele ser más rápido y económico que dedicar horas a diagnosticar una falla electrónica intermitente.

Compruebe la lógica del sensor de la estación de rechazo.

La estación de rechazo contiene un sensor que confirma que la caja rechazada se ha desviado correctamente. Si este sensor está desalineado o sucio, es posible que no registre la caja desviada, lo que provoca que el controlador de la máquina detenga la línea al detectar una caja que no se rechazó correctamente. Si bien no se trata de un problema de cajas vacías propiamente dicho, puede producir el mismo síntoma: la máquina se detiene o emite una alarma en la estación de rechazo, lo que lleva al operario a suponer que el problema se encuentra en una etapa anterior del proceso, cuando en realidad está en el punto de rechazo.

Un enfoque diagnóstico sistemático

Cuando el rechazo de cajas vacías aumenta repentinamente, el método de diagnóstico más eficiente consiste en revisar primero el sistema de pegamento y luego los sensores:

1. Observe el patrón de encolado. Procese un lote de cajas con la función de rechazo desactivada temporalmente e inspeccione el patrón de encolado en cada una. Si el patrón falta, es débil o está mal colocado en alguna caja, el problema reside en el sistema de encolado.

2. Compruebe el suministro de pegamento. Verifique la presión (para pegamento a base de agua) o la temperatura (para pegamento termofusible) en la boquilla. Limpie o reemplace la boquilla si el patrón no es uniforme.

3. Observe los indicadores del sensor. Preste atención a las luces de estado del sensor durante el proceso de producción. Un sensor que parpadea o no se ilumina de forma constante indica que necesita limpieza, alineación o reemplazo.

4. Compruebe la sincronización. Si el patrón de adhesivo está presente pero desalineado de forma constante, ajuste el retardo de activación. Si varía, inspeccione el codificador y el soporte del sensor del producto.

El valor del mantenimiento preventivo

Los problemas más frustrantes de rechazo de cajas en blanco son aquellos que aparecen y desaparecen de forma impredecible. Casi siempre se deben a un problema de mantenimiento que está al límite de la tolerancia: un filtro que empieza a obstruirse, una boquilla que comienza a desgastarse, una lente del sensor lo suficientemente sucia como para atenuar la señal en los colores más oscuros del cartón. Un programa de mantenimiento preventivo estructurado que incluya la limpieza diaria de boquillas y sensores, la inspección semanal de filtros de pegamento y mangueras, y la calibración mensual de sensores de temperatura y presión evita que se produzcan la mayoría de estas fallas intermitentes.

Para las líneas de envasado que buscan reducir las tasas de rechazo y mejorar la uniformidad del formado, comprender la interacción entre el sistema de suministro de adhesivo y la red de sensores es el primer paso. Cuando ambos sistemas reciben el mantenimiento adecuado, la estuchadora forma cada hoja de forma fiable. Para las empresas que buscan equipos con puntos de mantenimiento accesibles y una sólida integración de sensores, explorar la gama de soluciones de estuchado de REZPACK puede proporcionar la base para una línea de envasado más fiable. Cuando una estuchadora recibe el mantenimiento adecuado, la estación de rechazo permanece silenciosa, activándose solo cuando se produce un defecto real, que es precisamente para lo que está diseñada.