比利時包裝機器制造商Scaldopack開發(fā)的Octo-1新一代機器用于生產(chǎn)包裝液體食品用的直立袋?？偣?3臺倍福伺服驅(qū)動器確保最高生產(chǎn)精度和可靠性。此外，通過實際應用，該款機器的全面數(shù)字化充分展示了工業(yè)4.0概念。

直立袋，也叫“自立袋”，在飲料及液體食品（如湯）包裝領域越來越受歡迎。這種保香型輕量化包裝無論從生態(tài)，還是經(jīng)濟角度來說都有很多好處，因為它們比 PET 瓶消耗的材料更少，而且易于回收。此外，直立袋易于灌裝，就同擺放到商店貨架上那樣容易。而且自立袋的重新包裝也很容易，這也為消費者提供了更多好處。“直立袋生產(chǎn)需要很高的加工精度，因此對使用的自動化技術有很高的要求?！盨caldopack 公司總經(jīng)理 Harald Saelens 說道。經(jīng)過三年的發(fā)展，公司使用倍福先進的伺服驅(qū)動技術打造了一個全新的機器解決方案，它充分利用了數(shù)字化優(yōu)勢：數(shù)據(jù)庫中存儲了約 4000 個生產(chǎn)的每個包裝的測量值。機器設置本身也存儲在數(shù)據(jù)庫中，并在每次生產(chǎn)運行開始時自動檢索。

集成有伺服驅(qū)動技術的PC控制平臺確保高精度定位

“由于Octo-1及其PC自動化平臺采用模塊化設計，可以快速、高效地調(diào)整生產(chǎn)步驟，以實現(xiàn)不同的自立袋類型或密封系統(tǒng)。”HaraldSaelens指出。自立袋生產(chǎn)開始時就都是已經(jīng)三面密封的塑料袋。機器拾起自立袋，打開袋子，然后密封。倍福的C6925工業(yè)PC裝有TwinCAT自動化軟件，通訊系統(tǒng)采用的是EtherCAT，提供先進的集中控制。為了支持記錄測量值和其它任務，需要PLC周期時間為2毫秒。各種第三方組件，如傳感器和攝像頭，都通過EtherCAT網(wǎng)絡集成到控制器中。TwinCAT NC Camming Motion Control軟件庫也在相同的CPU上運行?？偣?3根軸的同步周期時間為250毫秒。

“倍福的集成有安全功能的AX5000系列伺服驅(qū)動器和控制密封過程的AM8xxx系列伺服電機配備高精度外部編碼器，分辨率為十分之一微米。它們提供精確反饋，覆蓋機器中發(fā)生的一切；可以精確地控制和校正每個步驟。”光電池在拾取每個自立袋時都會測量其精確位置。在下一步進行密封時比較額定位置和實際位置。必要時，調(diào)整自立袋位置，以便能夠精確密封?！皺C器能夠檢測生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的任何偏差?！盚arald Saelens說道?！袄纾瑱C器檢測薄膜是否重疊或材料有丟失，在這種情況下，產(chǎn)品將被拒絕。”

最佳工藝控制確保最高品質(zhì)

Octo-1持續(xù)監(jiān)測每個流程步驟，而不是用肉眼檢查最終產(chǎn)品，雖然它仍然是許多傳統(tǒng)包裝機質(zhì)量控制的首選方法。這樣，就可以保證自立袋具有更高的可靠性和質(zhì)量，因為它可以檢測到故障，否則就可能會被光學傳感器忽略。此外，廢品的數(shù)量明顯減少，因為機器可以使用測量值來調(diào)整后續(xù)生產(chǎn)步驟的參數(shù)。

Harald Saelens繼續(xù)說道：“4000 個測量值中的大部分都是在密封過程中采集到的。每2毫秒記錄一次所有位置，可以看到整個密封過程，從而能夠完美控制整個工藝過程?！睓C器生成的大數(shù)據(jù)量在CSV文件中編譯，C6925工業(yè)PC將這些CSV文件發(fā)送至數(shù)據(jù)服務器。機器可以從那里檢索設置參數(shù)。

伺服驅(qū)動器使得生產(chǎn)速度加倍，每分鐘生產(chǎn)120個自立袋

“Octo-1的吞吐量遠遠高于傳統(tǒng)包裝機的吞吐量?！?Harald Saelens說道?！拔覀儸F(xiàn)在每分鐘可以生產(chǎn)出120個自立袋，而以前用機械和氣動驅(qū)動的機器每分鐘只能生產(chǎn)40-60個自立袋。我們在先進驅(qū)動技術上投入的額外支出很快就得到了回報，設備維護工作也減少了不少。最大的收益在于生產(chǎn)的可靠性：由于包裝袋缺陷而不得不進行回收已成為過去?！盨caldopack總經(jīng)理如此說道。

利用多核能力

在適當?shù)臅r候，Scaldopack公司打算轉(zhuǎn)向使用倍福最新一代的TwinCAT3軟件，以便能夠充分利用倍福多核工業(yè)PC的性能?！拔磥恚?/span>單獨的數(shù)據(jù)服務器將變得多余，這很大程度上是由于我們將生產(chǎn)數(shù)據(jù)發(fā)送到云端，以在需要時進一步進行分析。”Harald Saelens 解釋道?！盀榱四軌騼?yōu)化數(shù)據(jù)分析，從而降低生產(chǎn)成本，同時進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量，在云通訊和數(shù)據(jù)分析方面，我們將使用倍福的 TwinCATIoT 和 TwinCAT Analytics 軟件模塊?！?/span>

設備參數(shù)仍將保存在本地，因此數(shù)據(jù)可用性不依賴于Internet訪問。它們可以輕松存儲在C6925工業(yè)PC中：工業(yè)PC的多核環(huán)境能夠在不影響控制性能的情況下添加功能。此外，所包含的Web服務器實用程序能夠?qū)崿F(xiàn)設備數(shù)據(jù)庫的本地或遠程訪問。

數(shù)字化創(chuàng)造新的協(xié)作方式

“除此之外，數(shù)字化便于設備制造商和最終客戶之間展開新的合作。”Harald Saelens說道?！八屛覀兡軌蛟诤芏痰臅r間內(nèi)實現(xiàn)客戶的具體要求。而且，我們可以基于生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析進一步優(yōu)化設備。設備自動檢索數(shù)據(jù)庫中的新參數(shù)，不會中斷生產(chǎn)過程。對于新的產(chǎn)品，我們可以在將設備交付到客戶手中之前自主測試包裝工藝，從而能夠在設備到達現(xiàn)場時，就具有最優(yōu)化的設置，能夠立即運行。”“我們致力于為客戶提供高水準的服務，這是一個獨一無二的賣點?！盨caldopack公司銷售經(jīng)理Wouter Malfait補充說道。