Pakendamine on toodete ringlusväljale sisenemise vajalik tingimus ja pakendamise saavutamise peamine vahend on pakkemasinate kasutamine. Ajaarengu ja tehnoloogia arenguga on pakkemasinatel ringlusvaldkonnas üha olulisem roll. Praegusel kiiresti muutuva teaduse ja tehnoloogia ajastul pakub mitmesuguste uute tehnoloogiate, uute protsesside, uute materjalide ja uute seadmete ilmnemine tehnilist tuge ka pakendamismasinate mitmekesiseks arendamiseks.
Traditsioonilised pakkemasinad kasutavad enamasti mehaanilist juhtimist, näiteks nuki jaotusvõlli tüüpi. Hiljem ilmusid elektrooniline juhtimine, fotoelektriline juhtimine, pneumaatiline juhtimine ja muud juhtimisvormid. Suureneva tootlikkuse ja pakendiparameetrite juhuslike muutuste tõttu on neid juhtimissüsteeme uue olukorra kujunemisega üha raskem täita. Sel ajal tekkis uus tehnoloogia-mehhatroonika tehnoloogia, mis muutis pakendamismasinate nägu täielikult ja pani selle ilmuma maailma ees täiesti uue hoiakuga.
Mehhatroonika tehnoloogia omadused
Praegusel kiiresti muutuva teaduse ja tehnoloogia ajastul ei tähenda erinevate uute tehnoloogiate, uute protsesside, uute materjalide ja uute seadmete esilekutsumine enam ühe teadusharu väljatöötamist, vaid erinevate seotud teadusharude ja mitmekülgsete tehnoloogiate vastastikust levikut. Ja täiendavad tulemused. Mehhatroonika tehnoloogia on nii uus tehnoloogia, see on terviklik tehnoloogia, mis on loodud infoteooria, küberneetika ja süsteemiteooria põhjal. Selle olemus on kasutada protsessijuhtimispõhimõtteid seotud tehnoloogiate orgaaniliseks ühendamiseks, näiteks masinad, elektroonika, teave ja tuvastamine süsteemi vaatenurgast, et saavutada üldine optimeerimine. Täpsemalt on see mikroarvutite tehnoloogia juurutamine pakendamismasinatesse.
Mehhatroonika on pakendamismasinate nägu põhjalikult muutnud. Selles pakkemasinas on mikroarvuti aju, mis asendab tavapärast juhtimissüsteemi. Mehaaniline struktuur on selle põhiosa ja kere. Selle meeled on erinevad instrumendid, arvestid ja andurid. Nad tajuvad erinevate pakendiparameetrite muutusi ja toidavad neid tagasi ajju (arvutisse). Pakendamiseks vajalike toimingute lõpuleviimiseks on käed ja jalad erinevad ajamid.
Täielik mehhatroonikasüsteem sisaldab tavaliselt mikroarvutit, andurit, toiteallikat, ülekandesüsteemi, ajamit ja muid osi. See loobub tavapäraste pakkemasinate tülikatest ja ebamõistlikest osadest ning integreerib mitmete teadusharude, näiteks masinate, mikroarvutite, mikroelektroonika, andurite jms arenenud tehnoloogiaid, mis toovad pakendamismasinatele sügavat mõju nii disaini, tootmise kui ka juhtimise osas. Muudatused on pakendamismasinate nägu põhimõtteliselt muutnud.
Mõju pakkemasinatele
Kui uus tehnoloogia muutub tootlikuks, mängib see sageli suurt rolli. Näiteks on fotoelektrilise positsioneerimise viga palju väiksem kui mehaanilisel positsioneerimisel ja mikrolaineahju mõju kuivatamisele on palju parem kui elektrikütte ja -kuivatuse omal. Ehkki mehhatroonikatehnoloogiat pole pakkemasinatel pikka aega kasutatud, on see mõju ilmne ja mõju tohutu.
Juhtimissüsteem on masina juhtiv organ. Traditsiooniline pakkemasinate juhtimissüsteem kasutab enamasti releesid ja kontaktorite juhtimisahelaid. Juhtimissüsteemi keerukus suureneb ajamite ja reguleerimisosade suurenemisega, muutes masina üha keerukamaks. See toob tootmisel, reguleerimisel, kasutamisel ja hooldamisel ebamugavusi. Mehhatroonika võib mahukad elektrilised juhtimiskapid ja juhtimisseadmed asendada mikroarvutite, anduritehnoloogia ja uue ülekandetehnoloogiaga, mis vähendab oluliselt osade arvu, lihtsustab oluliselt struktuuri ja vähendab helitugevust.
Mikroarvutis on tohutu mälusüsteem. Inimesed saavad pakendimasina tööd mõjutavaid parameetreid ja nendega seotud andmeid eelnevalt mikroarvutisse salvestada, mis võimaldab automaatselt jälgida tootmisprotsessi. Kui mõni parameeter või mitu parameetrit muutuvad, suunatakse see muudatus hetkega tagasi mikroarvutisse ning mikroarvuti tunneb need muutunud parameetrid ära ja hindab neid ning teeb vastavad parandused õigeaegselt, et pakkemasin oleks igal ajal parimas töökorras. Kui aga traditsioonilise pakendimasina protsessiparameetrid muutuvad, põhineb selle kohandamine enamasti kogemustel, mis raskendab parimate parameetrite leidmist; kui korraga muudetakse mitut protsessi parameetrit, on see veelgi kahjumis.
Näiteks kõige tavalisem kilekottide tihendamise masin, selle pitseerimise kvaliteet on seotud pakkematerjalide, kuumtihendustemperatuuri ja töökiirusega. Kui materjal (materjal, paksus) muutub, muutuvad ka temperatuur ja kiirus, kuid raske on teada, kui suur on muutus. Näiteks sobitatakse mikroarvuti juhtimise abil erinevate pakkematerjalide sulgemistemperatuuri ja -kiiruse parimad parameetrid ning sisestatakse need mikroarvuti mällu ning varustatakse seejärel vajalike anduritega, et moodustada automaatne jälgimissüsteem, nii et ükskõik milline protsessi parameeter ei muutuks , parima saab tagada pitseerimise kvaliteet.
Mida rohkem parameetrite muutusi, seda rohkem on reguleerivaid osi ja seda suurem on mehhatroonika paremus, mis on võrreldamatu üldiste juhtimismeetoditega. Funktsioonid suurenevad ja töökindlus paraneb. Lisaks originaalpakendimasina funktsioonide säilitamisele võib mehhatroonika anda ka palju muid funktsioone. Nagu näiteks vedeljookide pehme pakendamise masin, võib see pneumaatiliste, elektriliste ja mehaaniliste koostöös olla kastide valmistamise, steriliseerimise, täitmise ja tihendamise funktsioonidega. Kui aga mikroarvuti sisestatakse juhtimissüsteemi, saab see salvestada ka tootmiskiirust, toote andmeid nagu kogus, rikke nähtus, rikke põhjus jms saab vastavalt tegelikule olukorrale töödelda ja tulemusi saab printida välja või kuvatakse ekraanil, mis hõlbustab oluliselt toimingut.
Mehhatroonika annab pakkemasinale ka sellised funktsioonid nagu automaatne jälgimine, dünaamiline tuvastamine ja häire, aga ka sellised funktsioonid nagu turvalukustuse juhtimine, ülekoormus ja juhtimisväline kaitse, mis parandab oluliselt pakendamismasina töökindlust.