開放式自動化提速熱熔膠貼標機
2012-12-03 15:41 來源：世界包裝博覽 責編：王岑
- 摘要：
- 現(xiàn)代的包裝行業(yè)，人們對包裝設備的要求隨著所包裝產(chǎn)品的特性、規(guī)格及材質的不同而不斷變化，除了對于食品包裝最為重要的兩點：衛(wèi)生和新鮮之外，美學、外觀設計和運輸也都是很重要的因素。
【CPP114】訊：現(xiàn)代的包裝行業(yè)，人們對包裝設備的要求隨著所包裝產(chǎn)品的特性、規(guī)格及材質的不同而不斷變化，除了對于食品包裝最為重要的兩點：衛(wèi)生和新鮮之外，美學、外觀設計和運輸也都是很重要的因素。不僅如此，包裝設計緊跟著瞬息萬變的潮流趨勢，因此，包裝設備也必須具有高度靈活性。除了對更小的生產(chǎn)批次和更高的生產(chǎn)速度的固有需求之外，還應確保具有可追溯性及完整的電子工藝文檔和檢驗能力。
下面這個應用案例詳細介紹Beckhoff基于PC的控制系統(tǒng)在科時敏包裝設備有限公司生產(chǎn)的熱熔膠貼標機上的應用。
借助EtherCAT實現(xiàn)高速及高精度控制
科時敏包裝設備有限公司（E-Star Packaging Equipment Ltd.）是一家專業(yè)生產(chǎn)食品和飲料包裝設備的知名公司，主要產(chǎn)品包括熱收縮膜包裝機、全自動紙箱包裝機和貼標機。由于采用了Beckhoff基于PC的控制技術及高動態(tài)性的驅動技術，科時敏公司最新研發(fā)出品的熱熔膠貼標機產(chǎn)能高達每小時24,000到48,000瓶。
科時敏包裝設備有限公司在中國包裝設備領域占有很大的市場份額，并逐步擴展到海外市場。2008年，該公司生產(chǎn)和銷售了100多臺各種類型的包裝設備。熱熔膠貼標機是該公司最新開發(fā)的一款新型貼標機，主要用于飲用水、果汁及其他飲料的圓柱形、橢圓形或方型PET瓶的環(huán)標。
容器垂直放置于單鏈道的傳送帶上，并通過進瓶螺旋傳送到中央圓盤傳送帶上：容器被夾緊并固定在定中心頭和旋轉臺之間。隨后，位于中心處的容器圍繞著其軸旋轉，并前進到貼標單元。進料輥連續(xù)不斷地將向切刀送標。進料輥由一個伺服電機驅動，根據(jù)實際標長調整送標速度，調整到正確的切刀點。標簽在專門的輥上進行定長剪切。傳送輥將切好的標簽送到上膠輥，在標簽頭尾上膠。隨后標簽被貼到旋轉的容器上，在該位置處，用膠帶和一個專用的平滑裝置來確保精確的應用。
控制上需要解決的主要問題是：在高速條件下，實時檢測標簽長度，調整送標速度，確保正確的切刀位置。采用 TwinCATNC，我們可以精確記錄色標位置，并通過高速工業(yè)以太網(wǎng)EtherCAT將此位置數(shù)據(jù)傳送給控制器 CX1020，CX1020 計算出標簽長度，并修改CAM曲線。調整伺服電機送標速度，實現(xiàn)準確送標。我們可將最終的送標精度控制在 0.01 mm 以內，避免送標累計誤差的出現(xiàn)。
CX1020的強大處理能力，使得將HMI、運動控制、溫度控制、邏輯控制等功能集成在一個平臺成為可能，系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性得到有力保障。自動標長識別功能為客戶生產(chǎn)不同規(guī)格標簽時帶來了巨大的經(jīng)濟效益，無需再進行任何參數(shù)設置。以太網(wǎng)接口和Windows操作系統(tǒng)也為遠程維護帶來了極大的方便。高速工業(yè)以太網(wǎng)EtherCAT和高速伺服電機AM3000的應用，可以為進一步提高設備生產(chǎn)速度留下足夠空間。整臺設備都具有極高的性價比。
越來越多的功能，如：運動控制、狀態(tài)監(jiān)測、機器人技術等，都被集成到軟件中，通過PC來控制，從而使得控制結構愈加“精益”。同時，硬件構造也日益緊湊，既節(jié)省了控制柜空間，又縮小了設備的實際占地面積。然而，PC控制技術的優(yōu)勢遠不止于此：例如，控制器集成了狀態(tài)監(jiān)測功能后，不僅改善了診斷功能，而且簡化了故障處理過程，使設備效率得以優(yōu)化。
Beckhoff公司始終堅持基于PC的控制技術，并將“自動化新技術”的發(fā)展理念貫徹到底，自1980年公司成立以來研發(fā)了大量的創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案，這正是Beckhoff得以持續(xù)發(fā)展的成功所在。如今，Beckhoff早期提出的概念已成為許多自動化技術的行業(yè)標準，且被成功引入市場，其通用、開放的控制和自動化解決方案，已在世界各地的包裝行業(yè)得到廣泛應用。
下面這個應用案例詳細介紹Beckhoff基于PC的控制系統(tǒng)在科時敏包裝設備有限公司生產(chǎn)的熱熔膠貼標機上的應用。
借助EtherCAT實現(xiàn)高速及高精度控制
科時敏包裝設備有限公司（E-Star Packaging Equipment Ltd.）是一家專業(yè)生產(chǎn)食品和飲料包裝設備的知名公司，主要產(chǎn)品包括熱收縮膜包裝機、全自動紙箱包裝機和貼標機。由于采用了Beckhoff基于PC的控制技術及高動態(tài)性的驅動技術，科時敏公司最新研發(fā)出品的熱熔膠貼標機產(chǎn)能高達每小時24,000到48,000瓶。
科時敏包裝設備有限公司在中國包裝設備領域占有很大的市場份額，并逐步擴展到海外市場。2008年，該公司生產(chǎn)和銷售了100多臺各種類型的包裝設備。熱熔膠貼標機是該公司最新開發(fā)的一款新型貼標機，主要用于飲用水、果汁及其他飲料的圓柱形、橢圓形或方型PET瓶的環(huán)標。
容器垂直放置于單鏈道的傳送帶上，并通過進瓶螺旋傳送到中央圓盤傳送帶上：容器被夾緊并固定在定中心頭和旋轉臺之間。隨后，位于中心處的容器圍繞著其軸旋轉，并前進到貼標單元。進料輥連續(xù)不斷地將向切刀送標。進料輥由一個伺服電機驅動，根據(jù)實際標長調整送標速度，調整到正確的切刀點。標簽在專門的輥上進行定長剪切。傳送輥將切好的標簽送到上膠輥，在標簽頭尾上膠。隨后標簽被貼到旋轉的容器上，在該位置處，用膠帶和一個專用的平滑裝置來確保精確的應用。
控制上需要解決的主要問題是：在高速條件下，實時檢測標簽長度，調整送標速度，確保正確的切刀位置。采用 TwinCATNC，我們可以精確記錄色標位置，并通過高速工業(yè)以太網(wǎng)EtherCAT將此位置數(shù)據(jù)傳送給控制器 CX1020，CX1020 計算出標簽長度，并修改CAM曲線。調整伺服電機送標速度，實現(xiàn)準確送標。我們可將最終的送標精度控制在 0.01 mm 以內，避免送標累計誤差的出現(xiàn)。
CX1020的強大處理能力，使得將HMI、運動控制、溫度控制、邏輯控制等功能集成在一個平臺成為可能，系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性得到有力保障。自動標長識別功能為客戶生產(chǎn)不同規(guī)格標簽時帶來了巨大的經(jīng)濟效益，無需再進行任何參數(shù)設置。以太網(wǎng)接口和Windows操作系統(tǒng)也為遠程維護帶來了極大的方便。高速工業(yè)以太網(wǎng)EtherCAT和高速伺服電機AM3000的應用，可以為進一步提高設備生產(chǎn)速度留下足夠空間。整臺設備都具有極高的性價比。
越來越多的功能，如：運動控制、狀態(tài)監(jiān)測、機器人技術等，都被集成到軟件中，通過PC來控制，從而使得控制結構愈加“精益”。同時，硬件構造也日益緊湊，既節(jié)省了控制柜空間，又縮小了設備的實際占地面積。然而，PC控制技術的優(yōu)勢遠不止于此：例如，控制器集成了狀態(tài)監(jiān)測功能后，不僅改善了診斷功能，而且簡化了故障處理過程，使設備效率得以優(yōu)化。
Beckhoff公司始終堅持基于PC的控制技術，并將“自動化新技術”的發(fā)展理念貫徹到底，自1980年公司成立以來研發(fā)了大量的創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案，這正是Beckhoff得以持續(xù)發(fā)展的成功所在。如今，Beckhoff早期提出的概念已成為許多自動化技術的行業(yè)標準，且被成功引入市場，其通用、開放的控制和自動化解決方案，已在世界各地的包裝行業(yè)得到廣泛應用。
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