El sector de la fabricació de vaixelles d'un sol ús està canviant ràpidament. Les fàbriques volen més producció, millor qualitat i menys residus. Ara molts països tenen noves normes contra els plàstics. Al mateix temps, els costos laborals estan augmentant. Així que els beneficis del cartró són molt importants ara mateix. Ja existeixen moltes noves tecnologies. Però canviar d'un sistema mecànic antic a un sistema complet servomotor és la millor actualització. AMàquina per fer plaques de paper amb servomotors completsajuda a produir una manera clara. En primer lloc, estalvia més energia que les màquines més antigues. En segon lloc, requereix menys manteniment. En tercer lloc, el control intel·ligent de tot el procés. Aquests beneficis van més enllà de la velocitat.
El canvi fonamental de la mecànica a la Servo Drive
Per veure els beneficis, primer enteneu els problemes de les màquines antigues. Els plats de paper vells solen utilitzar un motor principal. El motor té molts engranatges, corretges, cadenes i arbres de lleves. Les parts es freguen juntes. Aquest fregament malgasta energia. Amb el temps, també pot provocar errors de temps. Tanmateix, una màquina de fabricació de plaques de paper amb servomotors complets utilitza servomotors separats per a cada acció important. Aquests inclouen l'alimentació, la conformació, la poda i l'apilament.
El nou disseny no necessita aquestes peces de transmissió antigues. La investigació sobre les transaccions IEEE en electrònica industrial mostra que els servoaccionaments directes poden reduir la pèrdua d'energia. Poden augmentar l'eficiència de la màquina entre un 20% i un 30%. També poden reduir el consum d'energia fins a un 40%% (IEEE, 2022). Com que no hi ha vincle físic, l'energia va directament al motlle. La fricció no malgasta energia. Com a resultat, aquesta màquina és millor per convertir l'electricitat en treball útil que les màquines més antigues.
Sincronització de precisió i reducció de residus
L'eficiència del paper no és només un cicle minut a minut. També es tracta de la taxa de rendiment. El material de rebuig significa pèrdua de diners. Això és especialment cert quan canvien els preus de la pasta de paper. Les màquines antigues sovint no estan sincronitzades perquè les seves peces es desgasten. Això pot provocar un mal tall, un mal format i una obsolescència del producte.
La tecnologia servo resol aquest problema mitjançant càmeres electròniques i retroalimentació en temps real. Cada servomotor té un codificador. Aquest codificador proporciona informació sobre la ubicació moltes vegades per segon. En una màquina de paper amb un servomotor complet, això fa que la unitat de troquelat estigui completament sincronitzada amb l'alimentació del paper. Funciona a qualsevol velocitat. Els dispositius de servocontrol redueixen els residus de material en un 15% de mitjana, segons un estudi al Journal of Manufacturing Systems. Això es compara amb les màquines de cronometratge mecàniques. Això es deu a una millor precisió de posicionament i repetibilitat (Elsevier, 2023). Aquesta precisió converteix cada peça de matèria primera en alguna cosa que pots vendre. Així augmenta directament la productivitat.
Optimització energètica mitjançant la gestió intel·ligent de càrrega
Els costos energètics són un component important dels costos operatius en la producció contínua. Les màquines antigues sempre han utilitzat gairebé la mateixa potència. El motor principal ha de funcionar contínuament per girar totes les parts mecàniques. Això passa fins i tot quan la màquina està inactiva o sense carregar.
Els sistemes servo funcionen de manera diferent. Només fan servir molta electricitat a la feina. Durant el temps d'inactivitat o la fase de parell baix, el motor entra en un estat de baixa potència o regeneratiu. A més, els servoamplificadors moderns poden compartir energia entre eixos. Per exemple, l'energia de frenada d'un motor es pot utilitzar per accelerar un altre. Un estudi a l'International Journal of Advanced Manufacturing Technology mostra que la servoautomatització completa pot estalviar entre un 25% i un 50% del consum d'energia per unitat. Això depèn de les característiques d'ocupació i càrrega (Springer, 2023). Per a una fàbrica amb múltiples línies de producció, això significa una menor petjada de carboni i factures de serveis públics més baixes. Com a resultat, la màquina de fabricació de plaques de paper amb servomotors complets és una part important dels plans de fabricació sostenible.
Minimitzeu el temps d'inactivitat mitjançant el manteniment predictiu i la mecànica simplificada
El temps d'inactivitat no planificat perjudica l'eficiència de la producció. La maquinària antiga ha de ser un greix regular, l'estreny de la corretja, els canvis de marxa i les lleves ajustades. La producció s'atura amb cada reparació. Es necessiten treballadors qualificats per a cada reparació.
Hi ha moltes menys peces mòbils. Una màquina de fer plaques de paper amb servomotors complets. Com a resultat, redueix significativament el manteniment. No hi havia cinturó elàstic. No hi ha cadenes extensibles. No hi ha càmeres que es puguin portar. Les reparacions van passar de reparar peces danyades a controlar les dades del programari. Els servocontroladors moderns segueixen el parell, la temperatura i la vibració. Això permet als predictors detectar problemes abans que danyin la màquina. Segons la Societat d'Enginyers de Fabricació, el temps d'inactivitat no planificat a les plantes amb màquines totalment servo ha baixat un 35%. També van dedicar un 60% menys de temps a reparacions mecàniques (SME, 2024). Aquest temps de funcionament més elevat millora directament l'efectivitat general del dispositiu. Així, la velocitat teòrica de la màquina es converteix en la sortida real.
Flexibilitat i capacitats de canvi ràpid
La demanda de plats de paper està canviant cada cop més. Les fàbriques sovint necessiten canviar entre mides, formes i patrons. En màquines més antigues, es triga molt de temps a substituir-se. Els treballadors han d'intercanviar els engranatges, ajustar les posicions de les lleves i recalibrar les bielles. Això pot trigar hores.
En una màquina servomotor completa, el canvi és majoritàriament digital. L'operador simplement selecciona una nova recepta de producte des de la pantalla HMI. Aleshores, els servomotors es mouen a la nova configuració. Les eines físiques canvien cada cop més fàcilment. La sincronització electrònica es pot ajustar immediatament. Això permet a les fàbriques fer petites comandes sense perdre eficiència. També poden respondre a les tendències del mercat més ràpidament que els competidors que utilitzen sistemes antics. Aquesta capacitat de mantenir altes taxes d'ús en molts tipus de productes és una eficiència per a tot el sistema. Transcendeix les màquines i afecta tot el model de negoci.
Conclusió
La indústria de la planxa de paper avui requereix una automatització avançada. Les empreses que volen un avantatge l'han d'adoptar. La màquina de fabricació de plaques de paper de servomotors complets millora l'eficiència de producció d'una manera integral. Estalvia energia. Redueix el malbaratament de materials. Redueix el treball de manteniment. També fa que les operacions siguin més flexibles. La tecnologia servo allibera el rendiment de la màquina dels límits mecànics. Com a resultat, els fabricants poden aconseguir una producció més elevada i sostenible. També costen menys durant la vida útil de la màquina. Els estudis d'enginyeria de revistes revisades per parells també ho han confirmat. Els resultats mostren que la integració completa del servo millora tots els indicadors clau de rendiment. Per a les empreses que busquen noves inversions, l'evidència és clara. Els sistemes servoaccionats tenen una millor eficiència i adaptabilitat a llarg termini en un mercat canviant.
Referències
IEEE. (2022). Sistemes d'enllaç mecànic "Servo drive versus eficiència energètica" en fabricació discreta".Transaccions IEEE sobre electrònica industrial, 69(4), 3842-3851.
Elsevier (2023). "Optimització del rendiment del material durant la formació d'alta velocitat d'electrons".Revista de sistemes de fabricació, 67, 112-124.
Springer el 2023. "Sistemes d'accionament regeneratiu i recuperació d'energia en maquinària d'envasament: una revisió exhaustiva".The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 124, 2105-2122.
4.Societat d'Enginyers de Fabricació (2024). "Impacte de l'automatització de servomotors en l'eficàcia global dels equips en la fabricació de béns de consum".Document tècnic PIME, TP24-108.