數字化包裝機械的發展與趨勢

摘要：本文對數字化包裝機械的發展趨勢做了簡要介紹。

關鍵詞：數字化包裝機械 發展

數字化包裝機械不僅可以提供更大的產量和更強的設備柔性，還增加了許多新特性，如：遠程維護、與公司ERP系統進行集成、對生產數據的評估等。

僅僅在幾年前，還沒有人會預料到包裝機械走向數字化的迅猛速度。隨著電子化進程的速度越來越快，需要加大配電箱。不過，當能夠大大減少總線系統所需的電纜數量，再加上分散型計算機的出現，意味著不必再增加配電箱的體積了。如今，獨立式配電箱在包裝行業中已經不是必需的，數字式包裝機比起先前的機械式或機電式包裝機，所占空間更小。

1 自動化為包裝帶來變革

包裝工業的自動化時代大約始于20年前，當時，全機械式設備配備一臺可編程邏輯控制器(PLC)，用于控制邏輯功能和驅動器的機械動力軸。不過，這第一代自動化設備的靈活性并不盡如人意。消費產品特別是食品，生命周期縮短，產品趨向多樣化，激發出對于設備靈活性的更大需求。在后來開發的第二代自動化設備中，越來越多的功能從機械動力軸轉移到電子驅動系統中，邏輯功能仍然由PLC系統控制?？刂婆c驅動技術被證明是包裝機械結構領域中的關鍵技術。今天，完全電子化的第三代機器具備了伺服技術的一切優勢，同時樹立起新的行業標準。數字化包裝機械不僅可以提供更大的產量和更強的設備柔性，還增加了許多新特性，如：遠程維護、與公司ERP系統進行集成、對生產數據的評估等。原先由PLC執行的邏輯功能正在失去其重要性，現在占優勢的是電子運動功能。隨著對設備柔性要求的提高，伺服電機的數量也在增加。這表示，由于不同的編程語言與系統，已經不再需要物理和邏輯接口。自90年代中期以來，一些公司已經在包裝機械領域帶動起集成運動控制和邏輯控制解決方案的潮流。

頂部裝載設備在紙盒包裝方面越來越受歡迎。靈活的裝盒機從上面裝貨，比起臥式機更具柔性。機器手臂可以配備不同的真空夾具，以適應千差萬別的產品。這種解決方案對復合式包裝來說也很有效，例如在醫藥方面，泡罩包裝、安瓿、藥瓶、藥品說明和藥勺都可以用頂部裝載設備進行包裝。在糖果點心領域，頂部裝載設備用來將各種各樣不同形狀的巧克力放到深盤中。頂部裝載設備操作的靈活性對較大的包裝同樣有效。機器只需做出微小的調整，就能適應不同的容器形狀。這意味著，新產品類型能夠滿足未來的要求。

2 數據共享和遠程維護

現在，為了迎合不同客戶定制化需求的包裝機械，供應商將控制器設計得各不相同。因此，標準化不僅使不同的制造商能夠相互交換關鍵部件，還能將用戶從對某一制造商專有技術的依賴中解脫出來。所謂的開放式控制結構無疑將具有更大的靈活性。

國際上共同協調產生的自動化概念由OMAC(開放式模塊結構控制器)包裝機械工作組進行詳細闡述。發起這一工作組的是來自有商標產品行業的機器用戶，他們與機械制造者、技術供應商在OMAC的框架內合作，目標是在一段時間之內使自動化系統的硬件可以互換。下一步應該就是協調不同系統，達到機器之間的信息傳遞，并將操作原理標準化。

另一個趨勢是，在自動化技術(AT)與信息技術(IT)之間建立起通訊的系統解決方案，及其通過數據網絡的標準。這表示，公司信息網絡和縱向數據集成從試行、控制階段直到生產階段都是可行的。聯合通訊標準使得從診斷、遠程維護到互聯網、物流(采購備件)的整個過程變得順暢。這意味著來自數字化包裝機械的信息流能被用于更有效的生產，包括上游及下游的業務流程。

隨著遠程維護的誕生，快速的信息交換節省了工作時間和差旅費用，機械故障能在線解決，減少了停機時間。例如，博世公司的遠程診斷通過伺服驅動系統操作界面，使錯誤能夠在計算機內部檢查出來。更換產品或包裝材料所需的設備調整，同樣需要通過遠程整備來進行軟件的調節。最理想的狀態是，數字包裝機械配備一種無線系統，可以與外部傳輸媒介相連，控制自動包裝材料供應，到目前為止這還只是美好的理想而已。

3 加強質量保障系統

隨著市場全球化程度的深入，每一個國家特定的政策法規都需要遵守，食品與醫藥行業對質量的要求也隨之提高，這同時意味著對質量保證系統(如自動圖像處理)的要求也水漲船高。光學傳感器能夠捕捉到高速大規模生產過程中的細節，這是人工檢測無法做到的。這一切意味著質量保障系統將得到很大的改善，因為生產過程被完全監控，不再需要隨意抽查。持續檢測的重要性可以在玻璃瓶容器的生產中清晰地體現出來。因為可再使用瓶子的瓶蓋有時會有碎片，使瓶蓋很難打開，更不用說玻璃碎片可能會進入瓶子，所以不合格產品必須被可靠地識別出來，并從生產線中剔除。擁有靈活的構造和操作界面的光學系統能夠適應檢測的需要。

包裝機械的控制器有賴于傳感器發送的精確信息。例如，薄膜包裝領域中的特殊光阻隔能夠得到決定性的合理化結果。如果光阻隔被放置在橢圓形薄膜袋的外表，就可以降低薄膜消耗量。這對傳感器的要求相當高，因為傳感器必須通過薄膜識別產品，可能會給多層薄膜、熔解縫或褶皺帶來麻煩。適應性強的接收器被證明在這種情況下能夠成功勝任要求，還可以適應不同的產品和薄膜類型。