Упаковочная промышленность играет ключевую роль в бесперебойном функционировании нашего общества. Почти каждый существующий коммерческий продукт требует упаковки, и любая коммерческая упаковка должна быть выполнена эффективно, единообразно и быстро. Выполнение этой задачи было бы немыслимо без почти неизмеримо разнообразного оборудования; и уровень производительности этих машин напрямую зависит от точного управления движением.
Спектр работ, выполняемых упаковочным оборудованием, распространяется на весь заводской цех — и за его пределы. Банки, пакеты и бутылки (и все другие материалы, называемые в промышленности первичной упаковкой) должны быть изготовлены, заполнены, запечатаны и маркированы перед упаковкой в консолидированные единицы для распределения (вторичная упаковка), которые затем закрепляются для транспортировки с использованием ящиков, пленочной обертки и поддонов, известных как третичная упаковка.
Легко понять, почему — в целях безопасности, гигиены, скорости и точности — почти все эти операции должны выполняться машинами.
Подумайте о сотнях банок или бутылок, которые за одну минуту могут быть перемещены одним конвейером под поршнями для выдачи жидких продуктов, прежде чем их надежно укупорят и направят на этикетирование.
Или рассмотрите машину для запайки вертикальных заполняющих форм (VFFS). Это оригинальное устройство производит непрерывный поток термосвариваемых пластиковых (или бумажных, или фольгированных) пакетов, каждый из которых заполняется продуктом после создания уплотнений с обратной стороны и снизу, но до окончательного верхнего уплотнения / вырезания — из одного рулона печатного сырья.
Хотя большая часть этого оборудования имеет почтенную историю (первая машина VFFS была запатентована еще в 1930-х годах), в наши дни важно, чтобы их функционирование было результатом специально запрограммированных профилей движения с сервоприводом (если желаемая последовательность достаточно проста, может быть достаточно универсального частотно-регулируемого привода).
В рамках этих профилей движения изменение скорости часто имеет решающее значение. Например, для достижения одинаковой длины пакета в машинах VFFS требуется хорошее натяжение при подаче материала. Это может быть достигнуто за счет быстрого и мощного перемещения натяжных лент на первом этапе подачи, а затем плавного опускания до тех пор, пока не будет точно достигнута необходимая длина пакета (и все это в течение доли секунды для каждой упаковки).
Но точность относится к гораздо большему, чем просто качество работы.
Приводы и интеллектуальные системы управления движением ценятся, среди прочего, за их связь с экономией энергии и увеличением срока службы машины. Не менее важным для упаковочной промышленности является степень, в которой производительность высокоточных машин сокращает количество отходов и, следовательно, их воздействие на окружающую среду.
Этот момент будет оставаться особенно важным до тех пор, пока пластмассы будут широко использоваться во всем секторе.
Вопрос не только в том, чтобы уметь программировать машины на использование оптимального количества материала. В некоторых случаях с этим материалом становится сложнее обращаться, поскольку он переформулируется, чтобы быть более устойчивым. Например, пленка из переработанной пленки тоньше и хрупче, чем из необработанной, и поэтому более подвержена образованию складок или разрывов при неправильном натяжении. Такая эволюция возлагает новые требования к точности на синхронизированные ролики и подающие устройства, которые управляют пленкой.
Но эта задача — наряду с задачей обеспечения пониженной термостойкости более тонких пленок при запечатывании — успешно решается новым поколением упаковочных машин. Правильное сочетание приводов, алгоритмов управления и сенсорной технологии позволяет работать с пленочной пленкой (переработанной или нет) толщиной менее четверти толщины старых пленок, что обещает потенциальное сокращение количества используемой промышленной пленки на 75%.
Все отходы упаковки могут быть сокращены за счет уменьшения первоначальных количеств — предложение достаточно здравое, но не обязательно простое в исполнении.
Например, как бы ни было желательно не упаковывать продукт в коробку большого размера — не только из-за ненужного картона, но и из-за последующей необходимости заполнения пустот бумагой, пенопластом или пластиком, — традиции производственной линии старого образца естественным образом тяготеют к универсальности -вся концепция.
Эти соглашения все больше расходятся с текущими тенденциями к диверсификации продукции, которые в наши дни считаются основной стратегией роста и развития бренда.
В настоящее время в индустрии утвердились два решения проблемы бокса. Первый заключается в создании коробок нестандартного размера по запросу; второй — в более эффективном заполнении коробок. Оба решения представляют собой интеллектуальные упаковочные машины, построенные вокруг серии осей, двигателей с переменной скоростью вращения и сервоприводов.
Примером из первой категории может служить машина для упаковки в картонные коробки, которая заворачивает продукты разных размеров, подаваемые по конвейеру, в секции гибкого картона соответствующего размера из непрерывной поставки, перед запечатыванием и маркировкой готовых картонных коробок. Интеллектуальная машина для наполнения коробок использует технологию выбора и размещения для размещения продуктов в предварительно собранных картонных коробках таким образом, чтобы свести к минимуму потери пространства.
Действительно, тот же самый интеллектуальный подход к подбору и размещению проникает в относительно тяжелый мир паллетирования, где традиционные пневматические и гидравлические системы уступают место сервомоторному управлению движением.
Автоматические укладчики на поддоны существуют с 1940-х годов, но машина, созданная для укладки одного продукта по единой схеме, может потребовать месяцев механической перестройки, если ей придется изменить направление своей работы. Последние достижения в области технологий автоматизации, в частности интеграция роботизированных функций в контроллеры движения и логики, позволили создать новое поколение по-настоящему гибких роботов для укладки на поддоны, доступных любому, кто имеет традиционный опыт работы с ПЛК.
Скорость, точность и даже эффективность — это уже не вся история. Если вариативность и разнообразие являются ключевыми характеристиками современного потребительского опыта, то отзывчивость и гибкость едва ли менее важны для оборудования, которое выпускает его на рынок.
