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实现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嗡嗡作响的设备以惊人的速度生产、分发、包装产品，每分钟数千种。在需要自动化的地方，运动控制的应用也不落后。

几十年来，运动控制一直是食品/饮料包装行业的一种选择，但最近的改进使其更容易应用于行业内。“像控制之间的通信方法已经大大改善了，”杰夫·威廉姆斯说，业务和产品开发总监为包装机器制造商R.A.琼斯(www.rajones.com;卡温顿,肯塔基州)。他指出集成协议，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。”

Sue Dorscheid, Danaher Motion产品线经理(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，一串导线来回移动。然后很多人使用基于SERCOS的系统，该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，但使用不同的通信协议，在控制和驱动器上相互通信，并实现食品和饮料应用程序所需的真正高性能的运动类型。”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。

“(以太网)方法的优势在于它大大降低了布线和劳动力的成本，”美国松下电器公司(https://pewa.panasonic.com/;新普罗维登斯，新泽西州)。“对于其他单脉冲式伺服驱动器，在控制器和驱动器之间使用脉冲串连接，布线方案非常复杂。这需要大量的时间来确定连接控制器和驱动器的电线和特殊电缆。”相比之下，目前的产品，包括松下的，使用商用现货Cat-5电缆。

伺服系统的明智使用
另一个使运动控制吸引食品包装设备制造商的发展是提高集成水平。威廉姆斯说:“过去，机器通常有一个逻辑控制器，此外还有一个运动控制器。”“这给机器增加了大量的复杂性和成本。将梯子和运动控制器集成在一起，真的简化了操作，还有助于提高成本。”

由于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视角。Williams说:“现在大多数的食品和饮料公司都在工厂里安装了运动控制轴。“我们有许多客户需要伺服系统，他们不会购买没有它们的机器，因为它们(提供)好处。”很多，但不是全部。仍然有一些用户宁愿避免使用伺服系统，他说，也许是担心复杂性。“可能是更新的工厂或新运营，只是没有这样的专业知识基础。在这种情况下，他们会更喜欢机械的机器。”

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，过度使用伺服系统就像回避电机必须提供的速度和精度一样糟糕。威廉姆斯指出:“虽然它们在灵活性方面有好处，但伺服器的每一个轴都有成本。”“我们尝试使用伺服系统，以提高(机器)的速度、灵活性或功能。”

要饼干
那么，伺服是如何被用于食品和饮料包装行业?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整理产品进行二次包装;想想那些花式的饼干系列，它们有几种不同口味的、单独包装的饼干。包装这类产品需要同步进入产品，整理和分组多达8种类型的饼干，并同步转移弹头到装箱机，所有这些都在高吞吐量。

进入运动控制，它允许R.A.琼斯使用多达40个轴来执行上述任务，以及齿轮和凸轮运动轮廓在纸箱机器本身。威廉姆斯说:“这些转移装置必须反应非常快。“传统的机械方法，如离合器和刹车，不能运行在我们今天的生产线上所需的速度。我们已经转向使用伺服技术来增加我们的传输系统的吞吐量。它不仅提供了我们所需的转移速度，还提供了处理多种不同(产品)的灵活性。”

事实上，这种快速切换的能力是运动控制提供的关键优势之一。Williams说:“我们应用伺服系统的一个最常见的领域是我们需要机器高度灵活性的地方。”客户希望使用一台机器来包装多种不同的产品，由于在生产线上时间绝对是金钱，调整机器以在尽可能短的时间内处理不同的产品的能力是至关重要的。他补充说:“高使用伺服可以让机器更简单、更快速的转换。”最快可达5分钟，取决于复杂程度。

另一个棘手的食品包装问题涉及软包装——袋式机器，处理燕麦片、饮料混合物甚至汤等产品。在这里，速度和准确性是至关重要的。Williams说:“在这些应用中，我们的胶片每分钟可达4000线性英寸。”“我们必须保持对薄膜的控制，我们必须控制对我们的密封、填充和切割系统的薄膜注册。”

同样，运动控制是解决方案。它不仅提供精确的运动，而且在发生故障时，如卷绕或卷舌，伺服系统本质上充当制动机构，驱动机器尽可能快地停止。在适当的情况下，该公司还使用伺服系统来消除驱动系统。去除大部分的传动部件减少磨损，以及使机器更安静。

在当今要求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:“该伺服系统具有无限的可变和灵活性，可以运行不同类型的轮廓和运动。”“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。Servos在这方面做得很好。”