Elegir lo correctoServomotor para máquina envasadora. No se trata simplemente de seleccionar un motor con suficiente potencia.
Los equipos de envasado a menudo tienen que acelerar, detener, indexar, cortar, sellar, llenar, etiquetar o sincronizar múltiples mecanismos dentro de un ciclo muy corto. Un motor que funciona bien en una aplicación de automatización general puede no ser necesariamente la mejor opción para una línea de envasado de alta-velocidad.
El servomotor adecuado debe coincidir con la velocidad, el par, la aceleración, la precisión de posicionamiento, la inercia de la carga, el ciclo de trabajo y el sistema de control de la máquina.
Esta guía explica qué deben considerar los fabricantes de máquinas envasadoras al seleccionar un servomotor y cómo evitar errores de tamaño comunes.
¿Por qué se utilizan ampliamente los servomotores en las máquinas de envasado?
Las máquinas de embalaje normalmente se construyen en torno a movimientos repetitivos y de alta velocidad-.
Un ciclo de envasado típico puede implicar:
- Alimentando el producto
- Posicionamiento del material
- Mover la película de embalaje
- Llenado o dosificación
- Corte
- Caza de focas
- Etiquetado
- Descarga del paquete terminado
El momento de estos movimientos afecta directamente la velocidad de producción y la calidad del paquete.
Un servomotor proporciona un control de movimiento en bucle cerrado-, lo que permite a la máquina controlar la posición, la velocidad y el par con mucha más precisión que un motor convencional.
Esto hace que los servomotores sean adecuados para aplicaciones donde la máquina necesita:
- Aceleración y desaceleración rápidas
- Posicionamiento preciso
- Movimiento repetible
- velocidad variable
- Sincronización electrónica
- Ciclos frecuentes de inicio/parada
- Control preciso de los materiales de embalaje.
¿Qué hace un servomotor en una máquina envasadora?
Una máquina envasadora puede utilizar varios servomotores en lugar de un motor para todo el sistema.
Cada motor puede controlar un movimiento específico.
Por ejemplo:
| Función de la máquina de embalaje | Función típica del servomotor |
|---|---|
| Alimentación de película | Controlar la velocidad y duración de la película |
| Alimentación de productos | Sincronizar el movimiento del producto |
| Relleno | Controlar la posición y velocidad de llenado. |
| Caza de focas | Controlar el movimiento de sellado |
| Corte | Coloque el mecanismo de corte |
| Etiquetado | Sincronizar la colocación de etiquetas |
| Transportador | Controlar el transporte de productos. |
| Indexación rotativa | Controle el movimiento angular preciso |
| tapado | Control de posición y par |
Las especificaciones de servomotores más importantes para máquinas envasadoras
Al elegir un servomotor para equipos de embalaje, preste especial atención a las siguientes especificaciones:
- Par nominal
- par máximo
- velocidad nominal
- Velocidad máxima
- Capacidad de aceleración
- Resolución del codificador
- Inercia del motor
- ciclo de trabajo
- Voltaje
- Opciones de freno
- Dimensiones de montaje
- Configuración del eje
Entre estos,par, velocidad y aceleraciónnormalmente merecen la mayor atención durante la selección inicial.
1. Torque: ¿Puede el servomotor soportar la carga del embalaje?
El par determina cuánta fuerza de rotación puede producir el servomotor.
Para una máquina envasadora, el par requerido puede provenir de:
- Tensión de la película
- Rodillos
- Cinturones
- Engranajes
- Mecanismos de corte
- Mecanismos de sellado
- Mecanismos de llenado
- Peso del producto
- Fricción mecánica
No calcule el tamaño del motor basándose únicamente en el peso del producto.
En muchas aplicaciones de embalaje, el motor en realidad gasta más par en aceleración, fricción o transmisión mecánica que en el producto en sí.
Par continuo frente a par máximo
La maquinaria de envasado a menudo funciona con aceleraciones y desaceleraciones repetidas.
Esto significa que tanto el par continuo como el máximo son importantes.
Torque continuo
Este es el par requerido durante el funcionamiento normal.
Por ejemplo, un motor de alimentación de película-puede mantener continuamente una determinada velocidad y tensión de la película.
Par máximo
Se requiere un par máximo durante períodos cortos como:
- Aceleración rápida
- desaceleración rápida
- Corte
- Indexación
- inversión de dirección
- Iniciar un mecanismo cargado
Un motor puede tener suficiente par continuo pero insuficiente par máximo.
Esto puede provocar alarmas de sobrecarga o un rendimiento deficiente de la máquina durante ciclos de alta-velocidad.
2. Velocidad: ¿A qué velocidad debe funcionar su máquina envasadora?
Las máquinas de envasado suelen diseñarse en función de la producción.
Por ejemplo:
- Paquetes por minuto
- Bolsas por minuto
- Botellas por minuto
- Cajas por minuto
La velocidad requerida del motor depende de la transmisión mecánica entre el motor y el mecanismo de embalaje.
Debes determinar:
- Velocidad mínima
- Velocidad de funcionamiento normal
- Velocidad máxima
- tiempo de aceleración
- tiempo de desaceleración
Un motor con unas RPM máximas elevadas no es automáticamente la mejor opción.
La pregunta más importante es:
¿Puede el motor proporcionar suficiente par a la velocidad de funcionamiento requerida?
3. La aceleración y la desaceleración son fundamentales
Es posible que una máquina envasadora necesite pasar de cero a su máxima velocidad de funcionamiento en una fracción de segundo.
Por ejemplo, es posible que un sistema de alimentación de película-deba hacer lo siguiente:
Iniciar → acelerar → alcanzar la posición objetivo → detener → repetir
Esto crea una carga dinámica mucho mayor que la rotación continua.
Si la máquina tiene un tiempo de ciclo corto, el servomotor necesita suficiente par máximo para acelerar la carga sin sobrepasar o vibrar excesivamente.
Al solicitar un servomotor, proporcione al proveedor lo requerido:
- Velocidad de inicio
- Velocidad objetivo
- tiempo de aceleración
- tiempo de desaceleración
- Frecuencia del ciclo
Esta información es mucho más útil que simplemente decir "máquina empaquetadora de alta-velocidad".
4. La precisión del posicionamiento es importante
Las máquinas envasadoras a menudo necesitan colocar los materiales con precisión.
Considere una máquina de formado-llenado-sellador vertical.
La película debe detenerse en la posición correcta antes de cortarla y sellarla.
Si la película se mueve demasiado, la longitud del paquete puede ser incorrecta.
Si se detiene demasiado pronto, la posición de corte también puede ser incorrecta.
Un servosistema puede utilizar la retroalimentación del codificador para monitorear continuamente el movimiento del motor y corregir las desviaciones.
Esto hace que los servomotores sean especialmente adecuados para:
- corte de película
- Posicionamiento de etiquetas
- Indexación de cajas
- Posicionamiento de botellas
- Relleno
- tapado
- Caza de focas
La resolución del codificador no es lo mismo que la precisión de la máquina
Este punto a menudo se malinterpreta.
Un codificador-de mayor resolución proporciona información de posición más detallada.
Sin embargo, la precisión real de la máquina también depende de:
- Juego de la caja de cambios
- Elasticidad del cinturón
- Rigidez del acoplamiento
- Precisión del tornillo
- Vibración mecánica
- Rigidez del eje
- Estructura de la máquina
Por lo tanto, elegir un servomotor con un codificador de alta-resolución es solo una parte de lograr un empaquetado preciso.
Es necesario diseñar correctamente el sistema mecánico completo.
5. No se debe ignorar la inercia de la carga
La inercia de la carga es particularmente importante en máquinas de embalaje con rodillos, carretes, cortadores giratorios o mecanismos de indexación.
Por ejemplo, un rollo de película grande puede tener una inercia rotacional considerable.
Al comienzo del rollo, el diámetro y la distribución de masa son diferentes a los del final.
Por lo tanto, el servomotor debe soportar condiciones mecánicas cambiantes a lo largo del ciclo de producción.
La alta inercia puede causar:
- Aceleración lenta
- Excederse
- Vibración
- Mayor tiempo de asentamiento
- Errores de posicionamiento
Para equipos de embalaje de alta-velocidad, se debe considerar la coincidencia de inercia entre el motor y la carga durante la etapa de diseño.
Servomotor para alimentación de película
La alimentación de película es una de las servoaplicaciones más comunes en la maquinaria de embalaje.
Es posible que el motor necesite controlar:
- Duración de la película
- velocidad de la película
- Tensión de la película
- Posición de inicio/parada
- Sincronización con corte y sellado.
El servomotor debe responder rápidamente mientras mantiene un movimiento estable.
Si la velocidad de alimentación de la película es inestable, puede causar:
- Longitud del paquete desigual
- Arrugas de película
- Mala posición de sellado
- Errores de corte
- Desperdicio de materiales
Para estas aplicaciones, el motor, la transmisión, el codificador, el rodillo y el sistema de control de tensión-se deben considerar en conjunto.
Servomotor para sistemas de llenado
Los servomotores también se pueden utilizar para controlar los mecanismos de llenado.
Dependiendo del diseño de la máquina, el motor puede accionar:
- Bombas de llenado
- Llenadores de pistones
- Rellenos de tornillos
- Mecanismos de llenado rotativos
Los principales requisitos pueden incluir:
- Movimiento preciso
- Repetibilidad
- Velocidad ajustable
- Aceleración suave
- Cambios de receta fáciles
Para diferentes productos, la máquina puede necesitar diferentes velocidades o posiciones de llenado.
El servocontrol hace que estos parámetros sean más fáciles de ajustar electrónicamente.
Servomotor para sellado y corte
Los mecanismos de sellado y corte a menudo requieren movimientos rápidos y repetibles.
Es posible que el servomotor necesite:
- Acelerar rápidamente
- Alcanzar una posición objetivo
- Realizar la acción de sellado o corte.
- Regresar rapido
- repetir el ciclo
Por lo tanto, el motor necesita una buena respuesta dinámica y un par máximo suficiente.
En el caso de las máquinas de alta-velocidad, el diseño mecánico también debe minimizar la vibración, ya que ésta puede afectar la calidad del sellado y la precisión del corte.
Servomotor para etiquetadoras
Las aplicaciones de etiquetado dependen en gran medida de la sincronización.
Es posible que el motor necesite sincronizarse:
- Posición del producto
- Alimentación de etiquetas
- Dispensación de etiquetas
- Velocidad del transportador
Si la alimentación de etiquetas y el movimiento del producto no están sincronizados, las etiquetas se pueden aplicar demasiado pronto, demasiado tarde o en posiciones inconsistentes.
Un servomotor proporciona control de posición y velocidad basado en retroalimentación-que puede ayudar a mantener la sincronización.
Elegir entre diferentes voltajes de servomotor
Los servomotores están disponibles en diferentes clases de voltaje.
Las opciones comunes incluyen:
- 24V
- 48V
- 90V
- 220V
- 380V
El voltaje correcto depende de la arquitectura eléctrica y los requisitos de energía de la máquina.
Servomotor de 24 V
A menudo se considera para equipos compactos y sistemas de bajo-voltaje.
Servomotor de 48 V
Útil para aplicaciones que requieren más energía y al mismo tiempo mantienen una arquitectura de CC de voltaje relativamente bajo-.
Servomotor de 220 V
Común para máquinas de embalaje industriales con mayores requisitos de potencia.
El voltaje del motor siempre debe coincidir con el servovariador y la fuente de alimentación disponible.
Cómo calcular el tamaño del servomotor para una máquina envasadora
Un proceso de dimensionamiento simple se puede dividir en varios pasos.
Paso 1: determinar la carga
Identificar:
Peso del producto
Peso del rodillo
Peso del rollo de película
Resistencia mecánica
Fricción
Paso 2: determinar la velocidad
Identificar:
RPM normales
RPM máximas
velocidad lineal
Ciclos de producción por minuto
Paso 3: determinar la aceleración
Calcular:
tiempo de aceleración
tiempo de desaceleración
Par máximo requerido
Paso 4: Calcular la inercia
Considerar:
Inercia del rodillo
Inercia del carrete
Inercia del engranaje
Inercia de carga
Paso 5: considere la transmisión
Controlar:
Relación de transmisión
Relación de polea
Eficiencia de la caja de cambios
Transmisión por correa
Paso 6: verifique el ciclo de trabajo
Determine con qué frecuencia la máquina acelera, se detiene y retrocede.
Esta información se puede utilizar para seleccionar un motor con un par máximo y continuo adecuado.
¿Servomotor de transmisión directa o de caja de cambios?
Ambas opciones pueden resultar útiles para maquinaria de envasado.
Servomotor + caja de cambios
Una caja de cambios puede proporcionar:
- Mayor par de salida
- Menor velocidad de salida
- Mejor coincidencia de carga
Esto puede resultar útil para sistemas de indexación y mecanismos pesados.
Sin embargo, la caja de cambios introduce:
- Reacción
- Pérdidas mecánicas
- Costo adicional
- Mantenimiento adicional
Servomotor de accionamiento directo
Una configuración de transmisión directa-elimina la caja de cambios.
Las ventajas potenciales incluyen:
- Menor complejidad mecánica
- Sin juego en la caja de cambios
- Mantenimiento reducido
- Transmisión de movimiento directo
Sin embargo, los sistemas de transmisión directa-pueden requerir motores más grandes y es posible que no sean adecuados para todas las aplicaciones.
La mejor opción depende de la velocidad, el par, la precisión y la estructura mecánica requeridos.
Errores comunes en la selección de servomotores en maquinaria de embalaje
Elegir el motor solo por potencia
Un motor de 1 kW no le indica automáticamente si puede manejar la máquina.
El par a la velocidad requerida es más importante.
Ignorando el par máximo
Los equipos de embalaje de alta-velocidad aceleran y desaceleran con frecuencia.
Se debe evaluar el par máximo.
Ignorar la inercia del rollo de película
Los rollos de película pueden tener una inercia significativa y cambiante.
Esto puede afectar los requisitos de aceleración.
Elegir un codificador sin considerar la máquina
La resolución del codificador no puede compensar la mala precisión mecánica.
Sobredimensionar el motor
Un motor innecesariamente grande aumenta el costo y puede aumentar la inercia.
Selección del motor antes del variador
El motor y el servoaccionamiento deben coincidir desde el principio.
¿Qué información debería proporcionarle a un proveedor de servomotores?
Cuando solicite una cotización, proporcione tanta información de la solicitud como sea posible.
Por ejemplo:
Solicitud:Máquina de embalaje horizontal
Carga:5 kilogramos
Velocidad de funcionamiento:2.000 rpm
Velocidad máxima:3.000 rpm
Tiempo de aceleración:0,3 segundos
Ciclo:30 ciclos/minuto
Precisión de posicionamiento requerida:±0,1mm
Fuente de alimentación:220 VCA
Instalación:Horizontal
Ambiente de trabajo:Taller de producción interior.
También debes proporcionar:
- Tamaño del eje
- Dimensiones de montaje
- Relación de transmisión
- Requisitos del codificador
- Requisitos de freno
- Protocolo de comunicación
Esto permite al proveedor recomendar un motor basado en la máquina real en lugar de una especificación de catálogo genérica.
¿Por qué elegir los servomotores Auric para máquinas envasadoras?
Áuricoproporciona soluciones de servomotores para automatización industrial y equipos OEM, incluida maquinaria de embalaje.
Los fabricantes de equipos de embalaje suelen tener requisitos que van más allá de las especificaciones de motores estándar.
Auric puede evaluar requisitos como:
- Esfuerzo de torsión
- par máximo
- Velocidad
- Aceleración
- Configuración del codificador
- Voltaje
- Dimensiones del eje
- Configuración de montaje
- Requisitos de freno
- Compatibilidad con servoaccionamiento
Para las máquinas de embalaje OEM, también se pueden considerar configuraciones de motor personalizadas de acuerdo con los requisitos mecánicos y eléctricos de la máquina.
El objetivo no es simplemente suministrar un motor con especificaciones más altas.
El objetivo es proporcionar un servomotor que funcione de forma fiable dentro del sistema de embalaje completo.
Lista de verificación de selección de servomotores para máquinas empacadoras
Antes de comprar un servomotor, confirme:
Actuación
Par continuo
par máximo
velocidad nominal
Velocidad máxima
tiempo de aceleración
tiempo de desaceleración
Mecánico
Inercia de carga
Relación de transmisión
Tamaño del eje
Dimensiones de montaje
Requisitos de la caja de cambios
Control
Resolución del codificador
Precisión de posición
Protocolo de comunicación
Compatibilidad con servoaccionamiento
Eléctrico
Tensión nominal
Corriente continua
Corriente máxima
Ambiente
Temperatura ambiente
Polvo
Humedad
Vibración
Orientación de instalación
Preguntas frecuentes
Pensamientos finales
Un servomotor para una máquina envasadora necesita hacer mucho más que simplemente girar.
Necesita acelerar rápidamente, detenerse con precisión, repetir el mismo movimiento miles de veces, sincronizarse con otros ejes de la máquina y mantener un rendimiento confiable durante todo el ciclo de producción.
Es por eso que se debe seleccionar el mejor servomotor de acuerdo con los requisitos completos de la máquina:
Par + Velocidad + Aceleración + Inercia + Precisión + Ciclo de trabajo + Control
Si estos parámetros se evalúan correctamente antes de la compra, los fabricantes de máquinas envasadoras pueden evitar problemas comunes como sobrecalentamiento del motor, errores de posicionamiento, alimentación de película inestable, vibración excesiva y costos innecesarios del motor.
Para los fabricantes de equipos de embalaje OEM, trabajar con un proveedor-centrado en aplicaciones comoÁuricopuede facilitar el proceso de selección. En lugar de elegir un motor únicamente de un catálogo, el motor se puede adaptar a los requisitos de movimiento reales de la máquina envasadora.
¿Necesita un servomotor para su máquina envasadora? Envíe a Auric sus requisitos de carga, velocidad, aceleración, voltaje y instalación para obtener una recomendación de motor adecuado.
