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高周波熔接机械自动化新趋势

发布时间:[2014-12-9]  查看次数:1477

    高周波熔接机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,但灵活性并不尽如人意。控制与驱动技术被证明是高周波熔接机机械结构领域中的关键技术。如今,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。数字化高周波熔接机机械不仅可以提供更大的产量和更强的设备柔性,还增加了远程维护、与公司ERP系统进行集成、对生产数据的评估等许多新特性。


  我国高周波熔接机机械行业现状
  高周波熔接机机械是指能完成全部或部分产品和商品高周波熔接机过程的机械。高周波熔接机过程包括充填、裹包、封口等主要工序,以及与其相关的前后工序,如清洗、堆码和拆卸等。此外,还包括计量或在高周波熔接机件上盖印等工序。
  经过20多年的发展,我国高周波熔接机机械已成为机械工业中十大行业之一,为我国高周波熔接机工业快速发展提供了有效的保障。但目前,我国高周波熔接机机械出口额还不足总产值的5%,进口额却与总产值大抵相当,与发达国家相去甚远。高周波熔接机机械行业缺少龙头企业,生产规模大、产品档次高的企业不多。根据食品和高周波熔接机机械工业协会的统计,中国目前有高周波熔接机机械厂商3,600多家,但产值及销售额超过亿元的现在只有20家。
  我国还基本停留在测试仿制阶段,自行开发能力弱,缺少科研生产中试基地。统计显示,我国高周波熔接机机械品种只有1300多种,配套数量少,缺少高精度和大型化产产品,不能满足市场需求:产品质量差距表现在产品性能低,稳定性和可靠性差、外观造型不美观、表面处理粗糙,许多元器件质量差,寿命短、可靠性低,影响了整体产品的质量。
  高周波熔接机机械发展新趋势
  随着科学技术的不断发展进步,各种食品加工品的出现,对高周波熔接机技术和高周波熔接机设备都提出了新的要求,高周波熔接机机械在流通领域中发挥着越来越大的作用。目前高周波熔接机机械竞争日趋激烈,而高度自动化、智能化、多功能、高效率、低消耗的高周波熔接机设备越来越受到行业的青睐。
  进入21世纪以来,较之传统高周波熔接机机械,新型高周波熔接机机械要求具有简洁化、高生产率、配套更完善,更具自动化等特点。未来的高周波熔接机机械将配合产业自动化趋势,促进高周波熔接机设备总体水平提高。如高智能数控系统、编码器及数字控制组件、动力负载控制等新型智能设备已经普遍应用到高周波熔接机机械设备中,使设备使用者在操作过程中更具有独立性、灵活度、操作正确性、高效率和兼容性。
  据了解,目前国外高周波熔接机和食品机械水平高的国家主要有美国、德国、日本、意大利和英国等。而德国的高周波熔接机机械在设计、制造及技术性能等方面则居于领先地位。最近几年,这些国家高周波熔接机和食品机械设备发展呈现出新的趋势。
  工艺流程自动化程度越来越高。目前自动化技术在高周波熔接机生产线中已占50%以上,大量使用了电脑设计和机电一体化控制,提高生产率、设备的柔性和灵活性,增加机械手以完成复杂的高周波熔接机动作。每个机械手均由单独的电脑控制,摄像机监控高周波熔接机动作并将信息反馈到电脑以调整动作幅度,保证高周波熔接机的质量。
  实现高周波熔接机机械自动化的技术
  高周波熔接机机械集机、电、光、声、磁、化、生、美为一体的高技术、高智能、高竞争的产品。发展速度快、更新速度快是它的一大特点。世界上一切高科技产品都可以应用其中。高周波熔接机机械上使用的自动化产品主要有控制系统、传动控制、运动控制、机器视觉,人机界面和传感器等几类,具体包括:控制系统(嵌入式产品、PLC、IPC、现场总线)、传动控制(变频器,直流调速)、运动控制(伺服、步进电机、运动控制器)、人机界面(文本显示器、触摸屏、平板电脑),电器元件及传感器(温度传感器、压力传感器,光电开关、行程开关,RFID等)以及机器视觉(远程监控、工业相机)。具体来说,主要涉及到以下几种自动化技术:
  (1) 现场总线技术。运用现场总线技术首先“解放”了大部分的硬件,使得繁琐的安装环节得到简化;在生产应用的实际过程中,便利性与灵活性更加明显;可以将现场总线技术与ERP系统集成,这样管理层就可以通过ERP系统十分便利地调取、分析运行数据,了解生产的实际和即时情况,监测车间的运行情况。现场总线技术在国内的大型食品加工企业应用较为普遍,这为整个生产线的无人化操作以及传动、检测等工序的无缝衔接提供了便利。
  (2) 传感器技术。在食品加工与高周波熔接机机械行业中,传感器的应用场合繁多,在食品饮料存储罐的监控、灌装封装、混合及加工、冷却及加温、清洁、高周波熔接机等工序都要用到传感器。该技术应用市场的缺口成为了众多自动化厂商的必争之地。
  (3) 传动控制技术。 传动产品在高周波熔接机机械上的使用主要是为了调整主工艺速度和控制电机在生产过程速度的周期性变化。但对于大多数高周波熔接机机械而言,变频器并非必选的电气产品。变频器在本行业的使用率较低,在大型标准规机和高周波熔接机生产线上有较大的发展空间。
  (4) 运动控制技术。运动控制产品在高周波熔接机机上的应用主要是实现精确的位置控制和严格的速度同步,用于装卸,输送,打标,码垛,卸垛等工序。由于中国高周波熔接机行业的快速发展,国内将需要更多的高端高周波熔接机机械,运动控制产品将在本行业获得更大的发展空间。
  (5) 人机界面技术。高周波熔接机机械的HMI通常与PLC或者单片机配合使用,用以设定生产工艺参数,监控设备运行状态,记录设备生产历史。少数高端机械使用了触摸屏。
  (6) 物流自动化技术。物流自动化的进一步发展就使得整个食品加工与高周波熔接机生产线得到完善,一个完整的食品加工链就形成了。物流自动化技术最直接的体现就是使得人力得到节省,尽管中国的劳动力较为充足,但物流的发展是大势所趋。
  (7) 自动识别技术。自动识别高周波熔接机材料的厚度、硬度、反弹力等,通过电脑反馈到机械手调整动作幅度,保证不反弹;同时,保证各种不同的产品装到同一盒中,其排列是有规律的。由于生产线传递的产品是无序的,那么则需要探头扫描来确定不同形状的物料位置,然后反馈给不同机械手,这样它就会准确无误地将物品按准确的位置及方向放入托盘中。
  (8) 安全检测技术。食品加工与高周波熔接机过程中的检测技术不仅仅局限于生产线上杂质的检测,随着食品检验受重视程度逐渐加大,检测技术应用领域进一步扩大。在机器视觉产品中,彩色机器视觉产品在食品检测方面应用较为突出。
  综上所述,高周波熔接机行业属于配套行业,涉及国民经济的许多领域,特别是食品行业与饮料行业,更是依赖于高周波熔接机行业的技术进步和配套服务,因此,我们不能忽视高周波熔接机机械落后的现状,努力积极推动高周波熔接机业走上快速健康发展的自动化道路。


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