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案例頻道編者按：包裝機(jī)械的發(fā)展與自動(dòng)化技術(shù)息息相關(guān)，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用使包裝機(jī)械日趨智能化、高效率化、節(jié)能化。嵌入式產(chǎn)品、PLC、變頻器、伺服、步進(jìn)、運(yùn)動(dòng)控制器、人機(jī)界面、傳感器目前已在包裝機(jī)械中廣泛應(yīng)用，工業(yè)機(jī)器人、智能控制、機(jī)器視覺技術(shù)更是未來(lái)包裝機(jī)械應(yīng)用的未來(lái)趨勢(shì)。此期集合了在包裝行業(yè)具有深入應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的三家自動(dòng)化廠商的最新的應(yīng)用解決方案。
貝加萊——助力紙板包裝技術(shù)錦上添花
紙板箱包裝技術(shù)為食品工業(yè)帶來(lái)巨大的好處。紙板箱平板被運(yùn)到食品生產(chǎn)廠，既給廠房節(jié)省了空間又易成型。食品生產(chǎn)廠商充分利用紙板箱包裝自己的產(chǎn)品，使其完美呈現(xiàn)在顧客面前。但是，如何充分體現(xiàn)紙板箱的
優(yōu)勢(shì)，對(duì)于紙板箱生產(chǎn)廠商來(lái)說(shuō)，卻是很困惑的事情。如今除了設(shè)備的整體性能，食品工業(yè)需要具有易于使用和靈活的改變。為了滿足這種需要，他們現(xiàn)在往往將巧妙的機(jī)械系統(tǒng)與創(chuàng)新自動(dòng)化概念相結(jié)合。
設(shè)備制造商Mecasysteme是紙板箱食品包裝專家。其紙箱成型機(jī)如BTM12的進(jìn)紙?jiān)O(shè)備具有相當(dāng)大的容量。一套機(jī)械工具和一個(gè)凸輪操作盤可實(shí)現(xiàn)紙板的折疊。涂膠采用“熱熔”方式：涂膠通過旋轉(zhuǎn)泵進(jìn)入11升桶中，再通過熱熔連續(xù)噴涂到紙箱上。更重要的是，由于Mecasysteme公司專利機(jī)械系統(tǒng)和集成自動(dòng)化解決方案，其設(shè)備具有很強(qiáng)的靈活性。
涂膠控制：主要問題
為了實(shí)現(xiàn)他們的長(zhǎng)期市場(chǎng)定位，Mecasystemes公司決定把技術(shù)創(chuàng)新帶到紙箱成型機(jī)BTM12中。目標(biāo)是達(dá)到最高成品速度。Mecasystemes技術(shù)部經(jīng)理Philippe Ternois解釋道，涂膠“熱熔”處理最初由模塊控制，其完全獨(dú)立于設(shè)備的自動(dòng)化系統(tǒng)。“我們主要目標(biāo)是集成涂膠控制模塊到自動(dòng)化系統(tǒng)中?！彼罱K決定與貝加萊法國(guó)合作組成研發(fā)涂膠控制模塊集成的技術(shù)小組，以確保系統(tǒng)快速、準(zhǔn)確的應(yīng)用在帶有16個(gè)注射噴槍的涂膠中。
快速和準(zhǔn)確:重要的創(chuàng)新
最初，Mecasysteme公司技術(shù)部經(jīng)理Philippe Ternois很明確要做電源控制單元：“為了實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的涂膠定位，我們需要一個(gè)能通過編碼器快速反饋信息的系統(tǒng)”。貝加萊基于Power Panel 220的PC機(jī)作為中央控制元件與X2X總線和X20 IO模塊一起實(shí)現(xiàn)快速的信息處理和傳輸。而且，由Power Panel 220提供的自動(dòng)化平臺(tái)非常靈活的集成了涂膠控制模塊。后者是可處理溫度控制的特殊功能塊，從而確保涂膠總是保持適度的粘性。此功能由貝加萊法國(guó)團(tuán)隊(duì)研發(fā)，并通過Mecasysteme公司的所有檢測(cè)。Philippe Ternois先生說(shuō)到：“貝加萊工程師本地化的技術(shù)支持使我們受益匪淺。滿意的檢測(cè)結(jié)果讓我們對(duì)涂膠控制模塊在自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用信心十足。這是我們此設(shè)備中的重要技術(shù)創(chuàng)新”。集成涂膠控制模塊并不是令Mecasysteme公司滿意的唯一原因。作為全集成的控制和操作單元，帶單電源總線的Power Panel 220使Mecasysteme公司減少電纜使用量，節(jié)約空間，最重要的是，可通過存儲(chǔ)在USB驅(qū)動(dòng)中的接收器來(lái)輕松實(shí)現(xiàn)靈活的改變。
“貝加萊為我們提供靈活的自動(dòng)化平臺(tái)來(lái)大幅度簡(jiǎn)化我們?cè)O(shè)備的整體體系結(jié)構(gòu)。這樣大大節(jié)約了我們的成本、時(shí)間和研發(fā)費(fèi)用?，F(xiàn)今，貝加萊產(chǎn)品的高速、精確、舒適度激勵(lì)我們使用其在不同的應(yīng)用中”，Philippe Ternois說(shuō)道。對(duì)于正在研發(fā)階段的新機(jī)型來(lái)說(shuō)，Mecasystemes公司正在嘗試與貝加萊共同實(shí)施其他集成自動(dòng)化體系架構(gòu)。
康耐視——助力藥品包裝
一家愛爾蘭公司的制藥廠生產(chǎn)MRI掃描注射用液體。該款產(chǎn)品價(jià)格昂貴，對(duì)光線極為敏感，采用小瓶／容器包裝，放置于特制紙制格柵，最大限度地對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。終端包裝機(jī)器專家Cermex為檢驗(yàn)包裝，選用了視覺技術(shù)。來(lái)自康耐視（Cognex）的Checker系統(tǒng)和In-Sight5100視覺傳感器用于校驗(yàn)置于紙制格柵的小瓶數(shù)量，檢查是否每個(gè)包裝都有相關(guān)文件。
裝有液體的小瓶輸送至WB45全包包裝機(jī)，根據(jù)不同的紙盒尺寸，以12或18個(gè)為一批裝入盒中。該機(jī)器由Cermex專門開發(fā)，可區(qū)分紙箱大小、裝入小瓶、折好紙盒、放入說(shuō)明書，然后蓋上紙盒并將其密封......這一切都以每分鐘150個(gè)產(chǎn)品的速度進(jìn)行。
找到說(shuō)明書——論身在何處
該機(jī)器整合了兩套康耐視視覺系統(tǒng)，應(yīng)用于兩個(gè)不同階段。首先在包裝階段，Checker通過探測(cè)瓶蓋是否存在來(lái)校驗(yàn)每個(gè)紙制格柵中小瓶的數(shù)量。然后在包裝完成之前，In-Sight5100檢查流水線上經(jīng)過的每個(gè)紙箱是否都裝有說(shuō)明書。這一過程并非易事。紙盒中的說(shuō)明書完全隨意擺放，包裝過程中，文件可能滑落到紙盒的任何地方，平放或側(cè)擺。為確保說(shuō)明書已放入紙盒，無(wú)論它身在何處，不管紙盒大小，視覺系統(tǒng)均要找到。In-Sight依靠定位工具PatMax進(jìn)行工作。PatMax是一款功能強(qiáng)大的軟件，能接受任何困難或復(fù)雜的光線條件的挑戰(zhàn)。這是視覺應(yīng)用中常見的挑戰(zhàn)，是車間里不可避免的問題。出現(xiàn)問題時(shí)，例如說(shuō)明書漏裝或者小瓶缺失，In-Sight和Checker就會(huì)向PLC發(fā)出信號(hào)，PLC啟動(dòng)制動(dòng)裝置，使機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
“基于很多原因，我們選擇了100％視覺解決方案”，Cermex運(yùn)作營(yíng)銷經(jīng)理Jean-Marc Passemard說(shuō)道，“兩種檢測(cè)技術(shù)的同質(zhì)性、產(chǎn)品節(jié)省空間的特性，而且物有所值，更不用提康耐視（Cognex）在國(guó)際上的聲譽(yù)，這一點(diǎn)在我們公司得到了很好的體現(xiàn)?！?BR>
終端用戶，操作便捷
將視覺系統(tǒng)與包裝機(jī)器整合時(shí)，需遵從某些人類環(huán)境改造學(xué)方面的要求，這樣操作人員即可便捷地使用機(jī)器，確保康耐視（Cognex）系統(tǒng)與控制包裝機(jī)的PLC順利配合。尺寸的改變（小瓶和紙箱的尺寸）也由PLC自動(dòng)控制，因此，攝像頭和照明位置無(wú)需手動(dòng)調(diào)整。
康耐視（Cognex）銷售工程師認(rèn)為，“這一應(yīng)用證實(shí)了現(xiàn)代視覺系統(tǒng)所擁有的一切優(yōu)點(diǎn)：一體化，體積小，擁有應(yīng)對(duì)高速生產(chǎn)和適應(yīng)無(wú)間歇生產(chǎn)所必需的能力和靈活性。
臺(tái)達(dá)——助力實(shí)現(xiàn)高效異形瓶裝箱機(jī)的完美設(shè)計(jì)
近日，西安某包裝技術(shù)研究所和某輕工機(jī)械技術(shù)開發(fā)公司利用臺(tái)達(dá)PLC、HMI、伺服和變頻器作為電氣控制核心，成功開發(fā)出新型高效異形瓶（非規(guī)則的圓形瓶）裝箱系統(tǒng)，很好的解決了異形瓶的輸送整理難題，全面體現(xiàn)了高端自動(dòng)化的穩(wěn)定、可靠與高效。
異形瓶是隨著白酒、日化、調(diào)味品等行業(yè)越來(lái)越注重產(chǎn)品的個(gè)性化包裝而迅猛發(fā)展的，目前，市場(chǎng)上各式各樣的異形瓶讓人眼花繚亂。但這對(duì)包裝機(jī)械行業(yè)提出了新課題——異形瓶的裝箱問題，此前標(biāo)準(zhǔn)形裝箱機(jī)已不再適用，必須改造、研發(fā)出新的異形瓶的裝箱機(jī)。
在此次研發(fā)成功的異形瓶裝箱機(jī)中，其控制系統(tǒng)主要由臺(tái)達(dá)PLC、HMI、伺服和變頻器組成。其中PLC、HMI構(gòu)成控制系統(tǒng)的核心和操作界面，所有的控制參數(shù)均可在HMI上完成；另外，伺服驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)完成瓶子變道和裝箱過程的控制，PLC則通過高速輸出口對(duì)伺服發(fā)送脈沖，改變脈沖的發(fā)送頻率和數(shù)量控制伺服電機(jī)的運(yùn)行；最后，變頻器控制電機(jī)完成瓶子和箱子的輸送，通過RS485總線控制電機(jī)的速度和啟停。
這樣就實(shí)現(xiàn)了整個(gè)輸送、整理、裝箱的高效自動(dòng)化，并解決了以往的很多問題。例如，傳統(tǒng)的機(jī)械式抓瓶機(jī)構(gòu)在抓瓶和裝箱過程中會(huì)出現(xiàn)“卡瓶”，并通過光電開關(guān)檢測(cè)卡瓶現(xiàn)象，普通裝箱機(jī)對(duì)此只能停機(jī)解決，否則就會(huì)損壞抓瓶頭等部件。
而對(duì)于異形瓶裝箱機(jī)，由于采用了伺服電機(jī)控制。控制過程中，如果在抓瓶處卡瓶，抓瓶機(jī)構(gòu)會(huì)慢速退回初始位，再慢速下降到抓瓶處；如果在裝箱處卡瓶，抓瓶機(jī)構(gòu)則會(huì)慢速倒退一個(gè)瓶高的距離，再慢速下降到裝箱處。在這個(gè)過程中，操作人員可及時(shí)處理卡瓶現(xiàn)象。如果沒有及時(shí)處理，檢測(cè)到再次卡瓶，設(shè)備才會(huì)自動(dòng)停機(jī)。這大大減少了故障和停機(jī)次數(shù)，同時(shí)保護(hù)了抓瓶機(jī)構(gòu)不被損壞。
實(shí)踐證明，由臺(tái)達(dá)自動(dòng)化所構(gòu)筑的異形瓶裝箱機(jī)的控制系統(tǒng)，不僅簡(jiǎn)單易調(diào)試，而且還可推廣到卸箱機(jī)使用，整個(gè)過程尤其體現(xiàn)了伺服電機(jī)的優(yōu)越性！
北京市公安局海淀分局備案號(hào)：11010802023656號(hào)