浅谈数字化包装机械的新发展与新特性

仅仅在几年前，还没有人会预料到包装机械走向数字化的迅猛速度。随着电子化进程的速度越来越快，有一度需要加大配电箱。不过，当能够大大减少总线系统所需的电缆数量，再加上分散型计算机的出现，意味着不必再增加配电箱的体积了。如今，独立式配电箱在包装行业中已经不是必需的，数字式包装机比起先前的机械式或机电式包装机，所占空间更小。

自动化为包装带来变革

包装工业的自动化时代大约始于20年前，当时，全机械式设备配备一台可编程逻辑控制器(PLC)，用于控制逻辑功能和驱动器的机械动力轴。不过，这第一代自动化设备的灵活性并不尽如人意。消费产品特别是食品，生命周期缩短，产品趋向多样化，激发出对于设备灵活性的更大需求。在后来开发的第二代自动化设备中，越来越多的功能从机械动力轴转移到电子驱动系统中，逻辑功能仍然由PLC系统控制。

控制与驱动技术被证明是包装机械结构领域中的关键技术。今天，完全电子化的第三代机器具备了伺服技术的一切优势，同时树立起新的行业标准。数字化包装机械不仅可以提供更大的产量和更强的设备柔性，还增加了许多新特性，如：远程维护、与公司ERP系统进行集成、对生产数据的评估等。

原先由PLC执行的逻辑功能正在失去其重要性，现在占优势的是电子运动功能。随着对设备柔性要求的提高，伺服电机的数量也在增加。这表示，由于不同的编程语言与系统，已经不再需要物理和逻辑接口。自90年代中期以来，一些公司已经在包装机械领域带动起集成运动控制和逻辑控制解决方案的潮流。

顶部装载设备在纸盒包装方面越来越受欢迎。灵活的装盒机从上面装货，比起卧式机更具柔性。机器手臂可以配备不同的真空夹具，以适应千差万别的产品。这种解决方案对复合式包装来说也很有效，例如在医药方面，泡罩包装、安瓿、药瓶、药品说明和药勺都可以用顶部装载设备进行包装。在糖果点心领域，顶部装载设备用来将各种各样不同形状的巧克力放到深盘中。顶部装载设备操作的灵活性对较大的包装同样有效。机器只需做出微小的调整，就能适应不同的容器形状。这意味着，新产品类型能够满足未来的要求。

数据共享和远程维护

现在，为了迎合不同客户定制化需求的包装机械，供应商将控制器设计得各不相同。因此，标准化不仅使不同的制造商能够相互交换关键部件，还能将用户从对某一制造商专有技术的依赖中解脱出来。所谓的开放式控制结构无疑将具有更大的灵活性。

国际上共同协调产生的自动化概念由OMAC(开放式模块结构控制器)包装机械工作组进行详细阐述。发起这一工作组的是来自有商标产品行业的机器用户，他们与机械制造者、技术供应商在OMAC的框架内合作，目标是在一段时间之内使自动化系统的硬件可以互换。下一步应该就是协调不同系统，达到机器之间的信息传递，并将操作原理标准化。

另一个趋势是，在自动化技术(AT)与信息技术(IT)之间建立起通讯的系统解决方案，及其通过数据网络的标准。这表示，公司信息网络和纵向数据集成从试行、控制阶段直到生产阶段都是可行的。联合通讯标准使得从诊断、远程维护到互联网、物流(采购备件)的整个过程变得顺畅。这意味着来自数字化包装机械的信息流能被用于更有效的生产，包括上游及下游的业务流程。

随着远程维护的诞生，快速的信息交换节省了工作时间和差旅费用，机械故障能在线解决，减少了停机时间。例如，博世公司的远程诊断通过伺服驱动系统操作界面，使错误能够在计算机内部检查出来。更换产品或包装材料所需的设备调整，同样需要通过远程整备来进行软件的调节。最理想的状态是，数字包装机械配备一种无线系统，可以与外部传输媒介相连，控制自动包装材料供应，到目前为止这还只是美好的理想而已。

加强质量保障系统

随着市场全球化程度的深入，每一个国家特定的政策法规都需要遵守，食品与医药行业对质量的要求也随之提高，这同时意味着对质量保证系统(如自动图像处理)的要求也水涨船高。光学传感器能够捕捉到高速大规模生产过程中的细节，这是人工检测无法做到的。

这一切意味着质量保障系统将得到很大的改善，因为生产过程被完全监控，不再需要随意抽查。持续检测的重要性可以在玻璃瓶容器的生产中清晰地体现出来。因为可再使用瓶子的瓶盖有时会有碎片，使瓶盖很难打开，更不用说玻璃碎片可能会进入瓶子，所以不合格产品必须被可靠地识别出来，并从生产线中剔除。拥有灵活的构造和操作界面的光学系统能够适应检测的需要。

包装机械的控制器有赖于传感器发送的精确信息。例如，薄膜包装领域中的特殊光阻隔能够得到决定性的合理化结果。如果光阻隔被放置在椭圆形薄膜袋的外表，就可以降低薄膜消耗量。这对传感器的要求相当高，因为传感器必须通过薄膜识别产品，可能会给多层薄膜、熔解缝或褶皱带来麻烦。适应性强的接收器被证明在这种情况下能够成功胜任要求，还可以适应不同的产品和薄膜类型。