背景
包装机械制造商正面临着大规模定制和客户动态需求的新挑战。随着包装机械设计向工业4.0迈进，灵活性、更高的吞吐量和减少停机时间成为关键要求。柔性制造系统需要具备快速更换新产品类型、重新安排操作以及根据产量和产能的重大变化进行调整的能力。因此，包装机械比以往任何时候都更需要具备模块化、适应性和灵活性。
工业通信新发展：基于IO-Link wireless实现电缆级控制和监测
对于机器制造商来说，缺少能够处理高性能和快速运动机器部件的无线通信方案是一个关键问题。传统的无线解决方案无法满足对低延迟、可扩展性要求，也无法满足支持在单个机器区域内布置数百个传感器和执行器以及电缆级可靠性的苛刻要求。IO-Link Wireless是专为高性能无线工厂自动化通信而设计的标准，该技术可以满足上述需求。
包装机械的无线通信
IO-Link Wireless专用于在恶劣的工厂环境中对快速移动的机器部件进行实时控制和监控。因此，在包装机械的整个设计和开发阶段，它都可用于以下方面：
- 用于安装在运输轨道系统独立移动设备上的传感器和执行器的无线通信；
- 用于机器人和协作机器人的末端效应器和线性轨道的无线通信；
- 对模块单元、旋转台、转盘和其他动态旋转部件上的传感器和执行器进行无线控制和监测；
- 用于预测性防护、机器性能优化和分析的无线传感器数据收集。
IO-Link Wireless使包装机械制造商能够满足具有挑战性的要求，具体如下：
- 在一台机器内支持各种不同类型的包装变化(尺寸、重量、形状、材料等)；
- 减少或消除不同包装类型之间的转换和设置时间；
- 减少应用新封装设计的成本和上市时间； 在运动中执行操作，提高机器产能；
- 减小机器占地面积； 为未来产品提供简单的升级；
- 预测性维护和减少停机时间；
- 降低维护成本—减少机器零件、降低磨损、预防性维护；
- 卫生设计—减少电缆、链条和皮带；
- 简化机器的现场拆卸和组装流程。
应用举例
1. 独立移动运输轨道的无线自动化
独立移动运输轨道系统正成为包装消费品、食品饮料和汽车等行业新机器设计的关键要素。然而，这些移动装置在实时控制和监控方面受到有线IO和通信的限制，令人望而却步。例如，在控制真空泵或机械手方面，这些机械手被放置在移动车上以抓取和固定不同类型的产品，并在移动过程中根据所处理产品的不同重量、尺寸和形状进行自动调整。移动车缺乏持续的传感器数据通信能力，无法对每个移动装置进行预测性维护和分析，如振动、接近度和重量。
独立移动运输系统现在可以通过IO-Link无线通信与传感器和执行器进行集成。这样移动装置就能利用各种工具(如机械手或真空泵)独立操纵物体。产品可以在持续运动中以最灵活和同步的方式进行处理。无线连接还意味着减少了机械部件，从而降低了机器的占地面积和维护成本。工具的更换和安装时间可以减少到最低限度，通过每个移动装置上的多个传感器可以轻松增加状态监测功能。
2. 机器人、协作机器人和旋转部件的无线控制与监测
包装过程通常涉及旋转设备，以及位于旋转平台或转盘（如灌装机或封盖机）周围的多个工作单元，需要多个传感器和I/O。此类平台的旋转特性使得设备连接受到很大的限制，而IO-Link Wireless技术则提供了将传感器和I/O直接集成到旋转部件中的解决方案。因此，无线连接减少了维护工作，提高了灵活性，并能够在不同需求中灵活增加或减少I/O。
机器人和协作机器人被用于整个包装线上的产品和包装的装载、卸载和放置。与这些机器人上的末端执行器进行通信需要外部布线，布线过程复杂且成本高昂。布线还限制了机械臂运动的灵活性，增加了总的载荷。无线解决方案消除了沿机械臂运行的电缆和其他配件，从而提高了灵活性并降低了维护成本和意外停机时间。
3. 改造升级工厂以进行预测性维护和分析
测量和分析包装生产线的性能有助于提高产品质量、减少浪费、提高生产线速度、防止意外停机和规划未来的优先事项。这种优化需要以经济高效地方式从现有和新机器上的众多传感器中收集有意义的数据。
虹科IO-Link Wireless解决方案可在单个机器区域内从包装机的数百个传感器收集最佳数据。该方案被设计用于在干扰、振动和噪音等非常恶劣的环境中工作，因而可以简单且高效地改造和翻新现有机器上的众多设备，并简化搬迁、升级和新机器的部署工作。
总结
无线通信对机器制造商的价值体现在机器生产、开发、交付、部署以及制造商工厂的持续性支持等多个阶段。设备本身也能从机器的无线连接中获益，如缩短更换时间、减少停机时间和维护时间、减少占地面积以及充分的灵活性和模块化。虹科愿与机器制造商、工业设备制造商(运输轨道制造商、传感器制造商、机械手/泵制造商等)和领先的制造工厂合作，为包装机械提供创新和独特的无线通信解决方案，如IO-Link Wireless解决方案。该方案基于IO-Link Wireless全球标准，适用于恶劣的工厂环境和运动控制应用，为全球数百万传感器、执行器和工业设备提供最可靠的无线连接。
