120个/min新一代包装机让生产速度加倍论文

120个/min新一代包装机让生产速度加倍

Beckhoff

为更高效地生产包装液体食品用直立袋,比利时包装机器制造商Scaldopack开发了 Octo-1新一代机器,43台倍福伺服驱动器应用在其中以确保最高生产精度和可靠性。通过实际应用,该款机器的全面数字化充分展示了工业4.0概念。

直立袋,也叫自立袋,在饮料及液体食品(如汤)包装领域越来越受欢迎。这种保香型轻量化包装无论从生态,还是经济角度来说都有很多好处,因为它们比 PET 瓶消耗的材料更少,而且易于回收。此外,直立袋易于灌装,就同摆放到商店货架上那样容易。而且自立袋容易重新包装,为消费者提供了更多好处。

“直立袋生产需要很高的加工精度,因此对使用的自动化技术有很高的要求。”Scaldopack 总经理Harald Saelens说。经过3年的发展,Scaldopack使用倍福先进的伺服驱动技术打造了一个全新的机器解决方案,它充分利用了数字化优势:数据库中存储了约4000个生产的每个包装的测量值。机器设置本身也存储在数据库中,并在每次生产运行开始时自动检索。

3.2.3 翻班与否 翻班护士的幸福感比不翻班护士要低,这可能是由于翻班护士工作时间相对不稳定,值夜班对护士体能要求相对较高,经常熬夜对人的身体健康影响较大,时常会感到精力不足。而且大部分中夜班护士需要独自当班,工作责任心更重,工作压力相对较大,从而影响了其主观幸福感。

Labana等[11-13]研究表明,A.protophormiae能够对污染的土壤进行生物修复。但是,至今还未见有关浓香型白酒节细菌属(Arthrobacter)的相关报道。因此,对分离到正丙醇降解菌MBM-7放线菌的研究可能存在较大的应用前景。放线菌是窖泥中栖息的功能微生物菌群,并且对正丙醇具有显著的降解作用,这为浓香型白酒“降杂醇油”方面的研究提供了一种新的菌株,也对放线菌在窖泥中的功能有了新的认识。

塑料袋被自动送入到 Octo-1 中,在这里装上盖子或喷嘴

集成有伺服驱动技术的 PC 控制平台确保高精度定位

“Octo-1 的吞吐量远远高于传统包装机的吞吐量。” Harald Saelens 说道,“我们现在每分钟可以生产出 120 个自立袋,而以前用机械和气动驱动的机器每分钟只能生产 40~60 个自立袋。我们在先进驱动技术上投入的额外支出很快就得到了回报,设备维护工作也减少了不少。最大的收益在于生产的可靠性,由于包装袋缺陷而不得不进行回收已成为过去。”

油墩子是江浙沪地区的街头小吃,又叫油端子或油墩儿。油墩子分为两种,素菜馅又称萝卜丝饼,甜味的用豆沙馅。荤菜馅是用肉馅。将调稀的面糊,少许倒入椭圆形铁勺中,加葱花和白萝卜丝、鲜肉或豆沙做成的圆团,再覆以面糊入油锅炸。由于属油炸食品,外表呈黄褐色,吃起来香脆有味。

“倍福集成有安全功能的AX5000系列伺服驱动器和控制密封过程的AM8xxx系列伺服电机配备高精度外部编码器,分辨率为1/10µm。它们提供机器中发生的一切信息的精确反馈,可以精确地控制和校正每个步骤。” Harald Saelens表示,光电池在拾取每个自立袋时都会测量其精确位置。在下一步进行密封时比较额定位置和实际位置。必要时,调整自立袋位置,以便能够精确密封。“机器能够检测生产过程中出现的任何偏差。如机器检测薄膜是否重叠或材料有丢失,在这种情况下,这些残次产品将被拒绝。”

最佳工艺控制确保最高品质

Harald Saelens 继续说道:“4000个测量值中的大部分都是在密封过程中采集到的。每2ms记录一次所有位置,可以看到整个密封过程,从而能够完美控制整个工艺过程。”机器生成的大数据量在CSV文件中编译,C6925工业PC将这些CSV文件发送至数据服务器,机器可以从那里检索设置参数。

Octo-1 持续监测每个流程步骤,而不是用肉眼检查最终产品,因此,它仍然是许多传统包装机质量控制的首选方法。它可以检测到易被光学传感器忽略的故障,这样就可以保证自立袋具有更高的可靠性和质量。此外,因为机器可以使用测量值来调整后续生产步骤的参数,废品的数量明显减少。

“Octo-1及其PC自动化平台采用模块化设计,可以快速、高效地调整生产步骤,以实现不同的自立袋类型或密封系统。”Harald Saelens介绍说,自立袋生产开始时就都是已经3面密封的塑料袋。机器拾起自立袋,打开袋子,然后密封。为了支持记录测量值和其它任务,需要PLC周期时间为2ms。倍福C6925工业PC装有TwinCAT自动化软件,通讯系统为 EtherCAT,可以提供先进的集中控制,各种第三方组件如传感器和摄像头,都通过EtherCAT 网络集成到控制器中,而且,TwinCAT NC Camming Motion Control软件库也在相同的CPU 上运行。通过这些控制,最终实现了43根轴250ms的同步周期时间。

Octo-1 采用模块化设计,能够快速、方便地根据新产品进行调整

利用多核能力

在适当的时候,Scaldopack打算转向使用倍福最新一代的TwinCAT 3软件,以便能够充分利用倍福多核工业 PC 的性能。“未来,单独的数据服务器将变得多余,这很大程度上是由于我们将生产数据发送到云端,以在需要时进一步进行分析。”Harald Saelens解释道,“为了能够优化数据分析,从而降低生产成本,同时进一步提高产品质量,在云通讯和数据分析方面,我们将使用倍福的TwinCAT IoT和TwinCAT Analytics软件模块。”

届时,设备参数仍将保存在本地,数据可用性不依赖于Internet访问。它们可以轻松存储在C6925工业PC中:工业PC的多核环境能够在不影响控制性能的情况下添加功能。此外,所包含的Web服务器实用程序能够实现设备数据库的本地或远程访问。

“除此之外,数字化便于设备制造商和最终客户之间展开新的合作。”Harald Saelens说,“它让我们能够在很短的时间内实现客户的具体要求。而且,我们可以基于生产数据分析进一步优化设备。设备自动检索数据库中的新参数,不会中断生产过程。对于新的产品,我们可以使将设备交付到客户手中之前自主测试包装工艺,从而能够使设备到达现场时,就具有最优化的设置,能够立即运行。”Scaldopack销售经理Wouter Malfait补充说,“我们致力于为客户提供高水准的服务,这是一个独一无二的卖点。”

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