食品包装消耗了运动控制

提供更简单的集成和改进的操作，新的运动控制系统正在取得比以往更好的渗透在食品和饮料包装行业。

当你想到食品和饮料生产时，你可能马上就会想到工厂里充满了嗡嗡作响的设备，以极快的速度生产、分配、装瓶和包装产品，每分钟数千个。只要有对自动化的需求，运动控制的应用就不会落后。

几十年来，运动控制一直是食品/饮料包装行业的一个选择，但最近的改进使其更容易在行业内应用。包装机制造商R.A. Jones (www.rajones.com;卡温顿,肯塔基州)。他指出了集成协议，如串行实时通信系统(SERCOS)数字接口。“我们连接所有控制器和驱动器的方式比过去容易得多。它简化了设计和构造，并提高了故障排除和诊断能力。”

Danaher Motion的产品线经理Sue Dorscheid (www.danahermotion.com;罗克福德,伊利诺斯州),表示同意。“伺服驱动器过去是(基于)编码器反馈和模拟输出(运行)，一堆电线来回。然后很多人转向基于SERCOS的系统，这种系统在控制器和驱动器之间使用光纤电缆。”

她说，将驱动器连接到控制器或连接多个控制器的下一个发展是以太网。“已经开发了许多不同的标准，这些标准使用以太网硬件，但在控制和驱动器上运行不同的通信协议，以相互通信，并进行食品和饮料应用所需的真正高性能的运动。”例子包括主/从运动，或同步注册输入和可编程限位开关输出。

美国松下电器公司(https://pewa.panasonic.com/;新普罗维登斯，新泽西州)。“其他脉冲型伺服驱动器使用脉冲串连接控制器和驱动器，布线方案非常复杂。这需要很多时间来真正弄清楚连接控制器和驱动器所需的电线和特殊电缆。”相比之下，目前的产品，包括松下的，都是使用商用现成的Cat-5电缆。

正确使用伺服系统
运动控制吸引食品包装设备制造商的另一个发展是一体化水平的提高。Williams说:“在过去，机器需要一个逻辑控制器，此外还有一个运动控制器。“这给机器增加了可怕的复杂性和成本。整合梯子和运动控制器能够简化游戏，并帮助提高成本。”

因为R.A. Jones为食品和饮料行业提供包装机械，他们对用户如何看待伺服和运动控制技术有独特的观点。威廉姆斯说:“如今，大多数食品和饮料公司的工厂都安装了(运动控制)轴。“我们有很多客户需要伺服系统，他们不会购买没有伺服系统的机器，因为它们(提供的)好处。”很多，但不是全部。他说，仍然有一些用户宁愿避免使用伺服系统，他们可能担心系统的复杂性。“可能是更新的工厂或更新的运营，只是没有这样的专业知识基础。在这种情况下，他们会选择更多的机械设备。”

所有伺服还是没有伺服?毫无疑问，最好的解决方案介于两者之间。越多并不总是越好，过度使用伺服可能就像避免电机提供的速度和精度一样糟糕。Williams指出:“虽然它们在灵活性方面确实有优势，但伺服系统的成本确实很高。“我们尝试使用伺服，以提高速度、灵活性或(机器的)功能。”

要饼干
那么伺服系统是如何应用于食品和饮料包装行业的呢?在热点地区，这并不奇怪。

食品包装中一个具有挑战性的应用涉及核对产品的二次包装;想想那些别致的饼干系列，它们有几种不同口味、不同包装的饼干。包装这样的产品需要同步的传入产品，整理和分组多达八种类型的裂片，并同步的传送鼻涕虫到纸箱机，所有这一切都在高吞吐量。

进入运动控制，这允许R.A.琼斯使用多达40轴执行以上的任务，以及传动装置和凸轮运动轮廓上的纸箱机器本身。“这些转移单元必须反应非常迅速，”Williams说。“传统的机械方法，如离合器和刹车，无法在我们今天的生产线上运行所需的速度。我们已经转向使用伺服技术来增加我们传输系统的吞吐量。它不仅给了我们所需的转移速度，还为我们处理许多不同(产品)提供了灵活性。”

事实上，这种快速转换的能力是运动控制的关键优势之一。Williams说:“我们应用伺服系统最常见的一个领域就是我们需要机器高度灵活性的地方。”客户希望用一台机器来包装多个不同的产品，因为在生产线上，时间就是金钱，所以在尽可能短的时间内调整机器来处理不同产品的能力是至关重要的。他补充道:“伺服系统的高使用率可以让机器上的转换更简单、更快。”最快五分钟，取决于复杂程度。

另一个棘手的食品包装问题涉及柔性包装——用于处理燕麦片、饮料混合物甚至汤等产品的袋装机。在这里，速度和准确性是至关重要的。Williams说:“在这些应用中，我们的胶片速度达到了每分钟4000线性英寸。”“我们必须保持对薄膜的控制，我们必须控制薄膜对我们的密封、填充和切割系统的注册。”

同样，运动控制是解决方案。它不仅提供精确的运动，而且在出现故障时，如卷筒纸或卷筒纸断裂，伺服系统本质上充当制动机构，驱动机器尽快停止。该公司还在适当的地方使用伺服系统来消除传动系统。去掉大部分传动部件可以减少磨损，并使机器更安静。

在当今苛刻的食品和饮料市场，运动控制可以为制造商提供他们需要的优势。Dorscheid说:“伺服系统是无限可变和灵活的，它可以运行不同的轮廓和运动。”“包装机械制造商在终端用户工厂可能没有那么多机器，但机器可以做更多的事情。伺服器在这方面做得很好。”