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前言

從食品飲料到化妝品等，包裝消費品生產(chǎn)商正在要求不斷擴大包裝選擇范圍。很快，甚至連伺服控制的輸送帶也無法以高性價比的方式跟上這種變化。然而，具有獨立動子的智能輸送系統(tǒng)，不僅可以使生產(chǎn)過程變得更敏捷，而且還能提高資產(chǎn)效率。

“消費品生產(chǎn)商需要適應(yīng)不同的包裝種類、不同的碼垛方式，甚至不同的產(chǎn)品內(nèi)容，”貝加萊包裝行業(yè)全球技術(shù)經(jīng)理Maurizio Tarozzi解釋道。這為機械制造商在實現(xiàn)快速換型和高度柔性方面帶來了極大挑戰(zhàn)。

“在一定程度上，許多今天的機器仍然能夠提供這種柔性，”Tarozzi說道。然而，每一種新選擇都會增加機器復(fù)雜性，降低其效率并最終影響總擁有成本。

第一步：伺服驅(qū)動技術(shù)

“這并不是我們第一次看到向更柔性的包裝機轉(zhuǎn)變，”Tarozzi說道。“幾年前，我們就目睹了機械凸輪向現(xiàn)代伺服技術(shù)轉(zhuǎn)變。”隨著柔性化和優(yōu)化OEE的要求在不斷提高，Tarozzi表示現(xiàn)在是機器采取下一步發(fā)展的時候了。

傳統(tǒng)包裝線可以通過兩種方式中的一種進行設(shè)計。它可以是間歇式生產(chǎn)，產(chǎn)品從一個工位輸送至另一個工位 – 填充、涂膠、包裝 – 其中在每一步都會有停留。這種方法的缺點是生產(chǎn)循環(huán)時間是由最慢的工位決定的。另一種可行的方式是連續(xù)運動，其中工位隨輸送帶一起運動。轉(zhuǎn)盤式灌裝就是一個很好的例子。

第二步：智能輸送系統(tǒng)

“使用傳統(tǒng)伺服技術(shù)，你不得不在這兩種設(shè)計方式中二選其一，”Tarozzi解釋道，“但是你無法將它們進行混合使用。這恰好是具有長定子直線電機技術(shù)的智能輸送系統(tǒng)發(fā)揮作用之處。”這些系統(tǒng)由一個橢圓形軌道的電機定子和任意數(shù)量的動子組成。在最先進的設(shè)計中，動子通過磁力保持在軌道上的適當(dāng)位置并由電磁驅(qū)動。

“這里的最大優(yōu)點是，你可以使每一個動子獨立于其它動子運動，”Tarozzi說道。動子可以以不同速度運動、停止甚至向后運動。

現(xiàn)在是機器采取下一步發(fā)展的時候了

貝加萊全球包裝技術(shù)經(jīng)理  Maurizio Tarozz

速度和加速度可以適應(yīng)不同的生產(chǎn)步驟。“這種產(chǎn)品、過程和結(jié)構(gòu)間的解耦設(shè)計為高柔性和高生產(chǎn)率帶來了全新可能。”動子運動甚至還可以用作CNC或機器人應(yīng)用中的附加軸。

減少循環(huán)時間

當(dāng)你考慮到它們的動態(tài)加速度時，智能輸送系統(tǒng)能夠顯著減少包裝循環(huán)時間，有時甚至能減少一半。“當(dāng)你將過程與機械設(shè)計分開時，”Tarozzi解釋道，“運動曲線是由每個單獨的產(chǎn)品定義的，而非機器的物理限制。”

盡管生產(chǎn)速度大大提高，但是智能輸送系統(tǒng)并不要求包裝過程本身做出任何改變。智能輸送系統(tǒng)所做的只是優(yōu)化生產(chǎn)過程中各工序間的物品輸送方式。“基本上，智能輸送系統(tǒng)允許你對異步過程進行同步，”Tarozzi總結(jié)道。“具有不同循環(huán)時間的眾多不同生產(chǎn)任務(wù)匯集在一起，形成一個連續(xù)的過程。”

磁性動子可以非常輕松地被裝上或拆下軌道

動子可以用作CNC或機器人應(yīng)用中的附加軸

每個動子都可以變速，停止甚至向后運動 – 彼此之間相互獨立。

快速換型

“高生產(chǎn)速度非常好，但是對于我們所說的那種柔性生產(chǎn)和改進OEE而言，你還需要將它與快速換型相結(jié)合，”Tarozzi指出。智能輸送系統(tǒng)有兩種有助于加速換型的方式。一方面，你可以以軟件映射的方式實現(xiàn)大部分換型工作。另一方面，你可以非常輕松地在軌道上添加或移除磁力輸送裝置。

高可靠性

智能輸送系統(tǒng)還可以大大簡化機器架構(gòu)。通過使用簡單有效的軟件配置取代機械結(jié)構(gòu)，可以消除電機驅(qū)動的傳動鏈、皮帶和齒輪。因此，維護成本急劇下降。

成本透明

“一些公司在猶豫是否嘗試新技術(shù)，因為實施成本很難預(yù)測，”Tarozzi解釋道。然而，通過使用貝加萊智能輸送系統(tǒng)，這不是一個問題。“我們提供的仿真工具甚至可以將同步的機器人考慮在內(nèi)。”

SuperTrak仿真工具甚至考慮到了機器人同步

這樣可以對軌道需要看起來像什么進行仿真，從而能夠通過使用智能輸送系統(tǒng)實現(xiàn)現(xiàn)有的包裝過程。機器操作員可以明確軌道需要多長以及需要多少穿動子。仿真工具甚至還可以用于執(zhí)行虛擬試生產(chǎn)。“這樣可以通過智能輸送系統(tǒng)非常輕松地提高資產(chǎn)效率，”Tarozzi說道。

關(guān)于貝加萊

貝加萊是一個總部位于奧地利并擁有遍布全球分支機構(gòu)的創(chuàng)新驅(qū)動型自動化企業(yè)，2017年7月，貝加萊成為ABB集團的一個業(yè)務(wù)單元。作為全球工業(yè)自動化領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，貝加萊融合了前沿技術(shù)與先進的工程能力，為各個產(chǎn)業(yè)客戶提供機器與工廠自動化、運動控制、HMI以及集成安全技術(shù)的完整解決方案。通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)如OPC UA、POWERLINK和openSAFETY以及貝加萊強大的Automation Studio軟件開發(fā)環(huán)境，貝加萊不斷重新定義自動化工程的未來。貝加萊保持持續(xù)的創(chuàng)新精神，為客戶提供更為簡化以及超出預(yù)期的工業(yè)自動化領(lǐng)域前沿技術(shù)與方案。