使い捨て食器製造分野は急速に変化しています。工場は、より多くの生産量、より良い品質、そしてより少ない廃棄物を望んでいます。現在、多くの国でプラスチックに対する新しい規則が制定されています。同時に人件費も上昇している。したがって、段ボールの利益は現在非常に重要です。多くの新しいテクノロジーがすでに存在しています。しかし、古い機械式システムから完全なサーボ駆動システムに切り替えることが最善のアップグレードです。-あフルサーボモーター紙製版機明確な方法を生み出すのに役立ちます。まず、古いマシンよりもエネルギーを節約できます。第二に、メンテナンスの必要性が少なくなります。第三に、プロセス全体のインテリジェントな制御。これらのメリットはスピードを超えたものです。
メカニカルドライブからサーボドライブへの根本的な転換
利点を確認するには、まず古いマシンの問題を理解する必要があります。古い紙皿は通常メインモーターを使用します。エンジンには多くのギア、ベルト、チェーン、カムシャフトが付いています。パーツ同士が擦れ合う。この摩擦はエネルギーを浪費します。時間が経つと、時間の誤差が生じる可能性もあります。ただし、フルサーボモーター紙製版機では、主要な動作ごとに個別のサーボモーターが使用されます。これらには、給餌、整形、剪定、積み重ねが含まれます。
新しい設計では、古いトランスミッション部品は必要ありません。産業用電子機器における IEEE トランザクションに関する調査では、ダイレクト サーボ ドライブがエネルギー損失を削減できることが示されています。機械の効率を 20% ～ 30% 向上させることができます。また、エネルギー消費を最大 40%% 削減することもできます (IEEE、2022)。物理的なつながりがないため、エネルギーは直接金型に伝わります。摩擦はエネルギーを無駄にしません。その結果、この機械は古い機械よりも電気を有用な仕事に変換する能力に優れています。
正確な同期と無駄の削減
紙の効率は単なる分単位のサイクルではありません。{0}}-歩留まりにも関係します。廃棄物はお金の損失を意味します。これは、紙パルプの価格が変化した場合に特に当てはまります。古いマシンは、部品が摩耗するために同期がとれなくなることがよくあります。これは、切断不良、成形不良、製品の陳腐化につながる可能性があります。
サーボ テクノロジーは、電子カムとリアルタイム フィードバックを通じてこの問題を解決します。{0}}各サーボモーターにはエンコーダーが付いています。このエンコーダは、1 秒間に何度も位置フィードバックを提供します。フルサーボモーターを備えた抄紙機では、これによりダイカットユニットが紙送りと完全に同期します。-どの速度でも動作します。 Journal of Manufacturing Systems の調査によると、サーボ制御デバイスにより材料の無駄が平均 15% 削減されます。これは機械式タイミングマシンと比較されます。これは、位置決めの精度と再現性が向上したためです (Elsevier、2023)。この精度により、あらゆる原材料が販売できるものに変わります。したがって、生産性が直接的に向上します。
インテリジェントな負荷管理によるエネルギーの最適化
エネルギーコストは、継続生産における運用コストの重要な要素です。古いマシンは常にほぼ同じ電力を使用してきました。すべての機械部品を回転させるには、メイン モーターを継続的に動作させる必要があります。これは、マシンがアイドル状態または負荷がかかっていない場合でも発生します。
サーボシステムの動作は異なります。大量の電気を使うのは仕事中だけです。ダウンタイムまたは低トルク段階では、モーターは低電力または回生状態に入ります。-さらに、最新のサーボアンプは軸間でエネルギーを共有できます。たとえば、あるエンジンの制動エネルギーを別のエンジンの加速に使用できます。 International Journal of Advanced Manufacturing Technology の調査によると、完全なサーボ自動化により、ユニットあたりのエネルギー消費量が 25% ～ 50% 節約できることが示されています。これは占有率と負荷の特性によって異なります (Springer、2023)。複数の生産ラインを持つ工場にとって、それは二酸化炭素排出量の削減と光熱費の削減を意味します。その結果、フルサーボモーター紙製版機は持続可能な製造計画の重要な部分となっています。
予知保全と簡素化された仕組みによりダウンタイムを最小限に抑える
計画外のダウンタイムは生産効率に悪影響を及ぼします。古い機械は定期的に注油し、ベルトを締め、ギアを交換し、カムを調整する必要があります。修理のたびに生産が停止します。各修理には熟練した作業員が必要です。
可動部品がはるかに少ないフルサーボモーター製紙製版機です。その結果、メンテナンスが大幅に軽減されます。ストレッチベルトはありませんでした。伸縮可能なチェーンはありません。ウェアラブルカメラはありません。修理は、破損した部品の修復からソフトウェア データの監視に移行しました。最新のサーボ コントローラーは、トルク、温度、振動を追跡します。これにより、予測者はマシンに損傷を与える前に問題を発見できます。製造技術者協会によると、すべてのサーボ機械を備えた工場の計画外ダウンタイムは 35% 減少しています。{8}また、機械の修理に費やす時間も 60% 削減されました (SME、2024)。この稼働時間の向上により、デバイスの全体的な効率が直接的に向上します。したがって、マシンの理論上の速度が実際の出力になります。
柔軟性と迅速な切り替え機能
紙皿の需要はますます変化しています。工場では多くの場合、サイズ、形状、パターンを切り替える必要があります。古いマシンでは交換に時間がかかります。作業者はギアを交換し、カムの位置を調整し、コネクティングロッドを再調整する必要があります。これには何時間もかかる場合があります。
完全なサーボ駆動のマシンでは、切り替えはほとんどデジタルで行われます。{0}オペレータは、HMI 画面から新しい製品レシピを選択するだけです。その後、サーボ モーターが新しい設定に自動的に移動します。物理的なツールはますます簡単に変更されなくなります。電子同期はすぐに調整できます。これにより、工場は効率を損なうことなく少量の注文を行うことができます。また、古いシステムを使用している競合他社よりも早く市場のトレンドに対応できます。多くの種類の製品にわたって高い使用率を維持できるこの機能は、システム全体の効率を高めます。{8}}それは機械を超えてビジネスモデル全体に影響を与えます。
結論
今日の紙皿業界では高度な自動化が必要です。エッジを必要とする企業はそれを採用する必要があります。フルサーボモーター紙製版機は、あらゆる面で生産効率を向上させます。-エネルギーを節約します。材料の無駄を減らします。メンテナンスの手間が軽減されます。また、運用がより柔軟になります。サーボテクノロジーは、機械のパフォーマンスを機械的な限界から解放します。その結果、メーカーはより高い持続可能な生産量を達成できるようになります。また、機械の耐用年数全体にわたってコストが低くなります。査読雑誌による工学研究でもこれが確認されています。-結果は、完全なサーボ統合によりすべての重要なパフォーマンス指標が向上することを示しています。新たな投資を求めている企業にとって、その証拠は明らかです。サーボ-駆動システムは、変化する市場において長期的な効率と適応性が優れています。-
参考文献
IEEE。 （2022年）。 「サーボドライブ対エネルギー効率」ディスクリート製造における機械的リンケージシステム。産業用エレクトロニクスに関するIEEEトランザクション, 69(4), 3842-3851.
エルゼビア (2023)。 「電子こぶ高速成形時の材料収率の最適化。」-製造システムジャーナル, 67, 112-124.
2023年のスプリンガー。 「包装機械における回生駆動システムとエネルギー回収: 包括的なレビュー」先進製造技術の国際ジャーナル, 124, 2105-2122.
4.製造技術者協会（2024）。 「消費財製造における装置全体の効率に対するサーボオートメーションの影響」中小企業テクニカルペーパー、TP24-108。