Obalový průmysl má zásadní význam pro hladké fungování naší společnosti. Téměř každý existující komerční produkt vyžaduje balení a veškeré komerční balení musí být provedeno efektivně, jednotně a rychle. Tento úkol by byl nemyslitelný bez nesmírně rozmanité řady strojů, jejichž funkčnost je přímo závislá na přesném řízení pohybu.
Škála činností, které balicí stroje vykonávají, se rozpíná po celé délce výrobní haly - i mimo ni. Plechovky, sáčky a láhve (a všechny ostatní materiály označované v tomto odvětví jako primární obaly) musí být vyrobeny, naplněny, uzavřeny a označeny předtím, než jsou seskupeny do konsolidovaných jednotek pro distribuci (sekundární obaly) - tyto soubory jsou pak zabezpečeny pro přepravu pomocí beden, fólií a palet, které se označují jako terciární obaly.
Je snadné pochopit, proč by téměř všechny tyto operace - z důvodu bezpečnosti, hygieny, rychlosti a přesnosti - měly provádět stroje.
Představte si stovky sklenic nebo lahví, které mohou být během jediné minuty vedeny jedním dopravníkem pod řadami pístů dávkujících tekutý produkt, než budou bezpečně uzavřeny a posunuty k etiketování.
Nebo si vezměte vertikální plnicí stroj (VFFS). Toto důmyslné zařízení vyrábí z jediné role potištěné suroviny nepřetržitý proud tepelně zatavených plastových (nebo papírových či fóliových) sáčků - každý naplněný produktem po zatavení na zadní a spodní straně, ale před provedením závěrečného horního zatavení a řezu.
Ačkoli má většina těchto strojů úctyhodnou historii (první stroj VFFS byl patentován již ve 30. letech 20. století), v dnešní době je nezbytné, aby jejich fungování bylo výsledkem speciálně naprogramovaných, servopohonem řízených pohybových profilů (pokud je požadovaná sekvence dostatečně jednoduchá, může stačit univerzální frekvenční měnič).
V rámci těchto pohybových profilů je často rozhodující změna rychlosti. Dosažení konzistentní délky balíčků ve strojích VFFS například vyžaduje dobré napnutí podávaného materiálu. Toho lze dosáhnout tak, že se tažené pásy v první fázi podávání pohybují rychle a razantně, poté rychlost jemně klesá, dokud se přesně nedosáhne potřebné délky sáčku (vše v rámci zlomku sekundy na jeden sáček).
Přesnost se však zdaleka netýká jen kvality práce.
Pohony a inteligentní systémy řízení pohybu jsou ceněny mimo jiné pro svou provázanost s úsporou energie a prodlouženou životností stroje. Pro obalový průmysl je neméně důležité, do jaké míry vysoce přesný výkon strojů snižuje množství odpadního materiálu - a tím i dopad tohoto odpadu na životní prostředí.
Tento aspekt bude obzvláště důležitý, dokud se budou plasty v celém odvětví hojně používat.
Nejde jen o schopnost naprogramovat stroje tak, aby využívaly optimální množství materiálu. S materiálem je v některých případech obtížnější zacházet, protože se mění jeho složení tak, aby byl udržitelnější. Recyklovaná obalová fólie je například tenčí a křehčí než nerecyklovaná, a proto je náchylnější k pomačkání nebo roztržení při nedokonalém napnutí. Takový vývoj klade nové nároky na přesnost na synchronizované válce a podávací zařízení, které manipulují s fólií.
Tuto výzvu - spolu s výzvou přizpůsobit se snížené tepelné odolnosti tenčích fólií při procesu uzavírání - však úspěšně řeší nová generace balicích strojů. Správná kombinace pohonů, řídicích algoritmů a senzorové technologie může pracovat s fólií (recyklovanou i nerecyklovanou) o tloušťce menší než čtvrtina tloušťky starších fólií - což slibuje potenciální snížení množství použité průmyslové fólie o 75 %.
Veškerý obalový odpad lze redukovat snížením původního množství, což je sice rozumné, ale ne vždy snadno proveditelné.
I když je například žádoucí nezabalit výrobek do příliš velké krabice - nejen kvůli zbytečnému plýtvání lepenkou, ale i kvůli následné potřebě papíru, pěny nebo plastové výplně dutin - tradiční výrobní linky se přirozeně orientovaly na koncept „jedna velikost pro všechny“.
Tyto konvence jsou stále více v rozporu se současnými trendy diverzifikace produktů, která je v dnešní době považována za základní strategii růstu a rozvoje značky.
V oboru se nyní prosazují dvě řešení problému balení. Prvním z nich je vytváření obalů přesně požadované velikosti, druhým efektivnější plnění obalů. Obě řešení mají podobu inteligentních balicích strojů konstruovaných na principu řady os, motorů s proměnnou rychlostí a servopohonů.
Příkladem z první kategorie může být balicí stroj, který balí dopravníkem podávané výrobky různých rozměrů do přiměřeně velkých kusů průběžně podávané ohebné lepenky, s následným zalepením a označením hotových kartonů. Inteligentní stroj na plnění krabic využívá techniku výběru a rozmístění výrobků do předem sestavených kartonů tak, aby se minimalizovalo plýtvání místem.
Stejný inteligentní princip výběru a rozmístění proniká i do poměrně náročného světa paletizace, kde tradiční pneumatické a hydraulické systémy ustupují řízení pohybu pomocí servopohonů.
Automatizované paletizátory existují již od 40. let 20. století, ale stroj konstruovaný pro stohování jediného výrobku v jediném uspořádání by mohl vyžadovat měsíce mechanického přepracování, pokud by musel změnit své pracovní naprogramování. Nedávný pokrok v automatizační technice - zejména integrace robotických funkcí do pohybových a logických řídicích jednotek - přinesl novou generaci skutečně agilních paletizačních robotů, které jsou přístupné všem, kdo mají zkušenosti s tradičními PLC.
Rychlost, přesnost a dokonce ani efektivita už nejsou vším. Pokud jsou variabilita a rozmanitost klíčovými charakteristikami moderního spotřebitelského produktu, pak je neméně důležitá i schopnost reagovat a flexibilita u strojů, které jej balí na trh.