经济包装

可明智地使用运动控制，以及集成和模块化设计，有助于降低机器成本。

经济。这是每个人的嘴唇上的短语。经济学家可能会保持经济衰退结束，但制造商仍然是谨慎的支出。与此同时，保持竞争力，他们需要升级他们的包装线。他们如何证明支出？使用运动控制和仔细设计，组件供应商，OEM机器建设者和最终用户可以推动设备成本和速度投资回报。让我们来看看如何。

少即是多
“在易于维护的机器中，吞吐量更高的吞吐量和更少的停机时间是更高的吞吐量，更易于维护，”贝尔布布拉说;高级经理，应用工程;Yaskawa Electric America（沃尔岛，伊利诺伊州）。运动控制是一种提供很多的解决方案，包括快速，容易转换;快速诊断;即插即用操作替换;提高效率;并降低噪音。然而，这并不一定意味着在伺服轴方面更好。应智能地使用运动控制，不仅仅是全面地全面地（见图1）。毕竟，这种增强的表现出现在价格上，即使是世界上最好的机器也是无用的，如果无法购买成本理由购买它。

虽然使能动作控制的包装机具有巨大的能力，但是一定尺寸适合的所有方法最终可以变成一个尺寸的装配。部分地，这是一个了解市场的问题。OEM机器生成器Colorbe Foodbotics制造生产线，可以以每分钟1200的速度生产和包装馅饼。似乎是一种自然的举动，可以开发一种可以生产和包装一系列甜点的机器，但这样做忽略了食品行业的重要事实：不同类型的食物 - 例如果酱和肉馅饼，甚至奶油馅饼 - 由不同的标准组成。结果，它们通常在不同的植物中制造。虽然可以设计和制造一台机器以使它们全部制造，但它将携带更高的价格标签，但没有一个产品线不会利用其所有能力。较小，更少于复杂的机器，以生产每种单独类型的馅饼将更加容易地以成本为基础，更快地实现投资回报（见图2）。

一般而言，成功的路线越来越聪明，伺服电机的越来越多，Colorbe Foodbotics的业务总监Rich Hoskins表示。“这是一个真正创造最好的经济体的过程和整体系统设计，”他观察。“在运动控制区域中，我们正在寻找通过需要更少的机制来推动我们的设备的成本来降低成本，以更精简的方式做事。”通常，上游进程可以在产品中创建注册错误，反过来，又需要在包装线中需要额外的伺服轴来补偿。问题往往表现出特别是在改造的情况下，所以大学食品工程学工程团队就会上班。“我们试图弄清楚我们可以做些什么来帮助客户纠正他们在上游进一步完成的一些事情，”霍克斯说。“您可以在一行中进行的第一件事造成下游的问题。它可能是300英尺上游，你为剩下的行创造了一个巨大的问题。“注册更好，更简单 - 更经济 - 包装线将是。适当的上游产品控制可以改善向下游机器的进给稠度和操作，使其更有效，更容易停机，更具成本效益。

电线到电线
分布式控制架构为降低成本提供了重要途径。传统的集中控制包括通过电源和反馈电缆将每个电机连接到中央电气柜中的驱动器和控制器。分布式控制利用集成驾驶直接进入包裹。它们可以是菊花链接在一起进行电源和控制目的，无需将它们返回电气柜。这可以减少85％的布线，不仅是切割成本而且减少的故障点。

这种方法还有其他好处。由于机柜中的组件较少，机柜可以小30%，从而减少占地面积和价格（见图3）。从电气角度来看，流线型机柜更易于设计和安装，而且不需要主动冷却。”机器制造商不仅节省了硬件成本，还节省了工程时间；包装行业业务拓展经理；博世雷克斯（霍夫曼庄园，伊利诺伊州）。“如果他们需要添加更多轴，他们所要做的就是重新编程控制器和雏菊链两种额外的电机到其余的电机，只要电源能够处理电源。”

最终用户不仅可以从OEM节省的硬件和开发中受益，他们也可以从减少的所有权成本中受益。智能组件提供增强的诊断和即插即用操作，超速维护和降低昂贵的停机时间。增加了，分布式控制的各个经济体带来了传统设计的30％至40％的成本降低。

另一个重要方面是能源效率和可持续性。这是一个长期福利，对投资回报可能很重要。rey引用了生产的OEM客户的示例饮料码垛机。该机器最初使用液压，但转换为机电运动提供20-HP直流电动机。下一个改装带来了10 HP伺服电机，用于在较小的包装中显着提高效率。

该设计还使用了再生电源，这样当电机降低一个沉重的托盘，它成为一个发电机（见图4）。能量可以放回总线上，以便系统中的其他伺服电机可以使用它。或者，它可以返回到再生电源。”它变成了一个反向逆变器你需要直流电，把它转换成交流电，然后把它反馈给电力公司。机器消耗的平均功率下降了。这是一个长期的成本节约。”

代替再生电源，机器可以将能量存储在电容器模块中。如果其他伺服电动机在系统需求的电源上，它们可以在转向壁图电源之前将其从电容器绘制。同样，净结果是较低的平均功耗，可转化为较小且较便宜的电源。根据Rey，该技术可以节省高达15％的传统系统。

经济组件
改进的硬件也在当今的机器中发挥作用。线性电机是一种比传统方法更有效的产生直线运动的方法旋转伺服电机/致动器组合，由于摩擦和耦合而遭受的损失。“我们真的相信那里的很多用于运动控制的应用应该是线性型系统，”霍斯金斯说。“摆脱了很多中间传动的东西，如滚珠和链轮驱动器，只是直接进入线性运动[使系统更加靠近其最大潜力，并为我们提供更多价值的吞吐量。“

在某些情况下，直线电机效率的提高可以抵消额外的成本，只要它们与旋转设计相匹配。”雷伊说：“你不仅仅是在把一个马达和一个马达进行比较。”你必须比较一下直线电机、旋转伺服电机、齿轮箱、滚珠丝杠和导轨系统的成本。”

组件级性能的提高为其他经济体带来了好处。电机必须能够满足系统的峰值需求，但峰值需求可能只持续几秒钟。围绕峰值需求调整电机尺寸可能会导致电机在RMS值方面尺寸过大。”如果一个较小的电机被设计来处理严重的过载，例如在350%的转矩过载下存活几秒钟，它就不需要一个更大，更昂贵的电机，”Farber说（见图5）。较小的电机意味着较低的惯性，使机器加速更快。

集成机器控制也提供了好处。而不是控制架构可编程逻辑控制器（PLC）、运动控制器、可编程限位开关（PLSs）等；一个具有集成编程环境的单处理器就有可能完成这一切。”“机电一体化的趋势正在扩大许多原始设备制造商的运动控制器的作用，”费伯说将PLC序列和运动控制与其他外围设备（如PLC或温度控制模块）集成，可以大大降低组件和安装成本。”该方法还简化了开发、集成和维护，同时最大限度地降低了硬件成本。

资本装备总是代表投资，但利用上述技术和组件的机器，无论经济如何，都能为这笔钱提供最佳表现。“这完全是节省成本，”Rey说。“这种技术在良好的经济中都会有意义。它现在更有意义。“