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1 背景

在食品飲料、化妝品等行業(yè)，包裝消費品生產商正在要求不斷擴大包裝選擇范圍。消費品生產商需要適應不同的包裝種類、碼垛方式以及產品內容，這為機械制造商在實現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，當前許多機器仍然能夠提供這種柔性生產，然而，每一種新選擇都會增加機器的復雜性，降低其效率并最終影響總擁有成本。

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。但是，貝加萊具有獨立動子的智能輸送系統(tǒng)，不僅可以使生產過程變得更敏捷，還能提高資產效率。

圖1 智能輸送系統(tǒng)

2 智能輸送系統(tǒng)的應用

這并不是貝加萊第一次看到向更柔性的包裝機轉變，早在幾年前，貝加萊就目睹了機械凸輪向現代伺服技術的轉變。柔性化和優(yōu)化OEE的要求不斷提高，成為機器下一步發(fā)展的良好時機。

傳統(tǒng)包裝線可以通過兩種方式中的任意一種進行設計。其一是通過間歇式生產，產品從一個工位輸送至另一個工位，在填充、涂膠、包裝中的每一步都會有停留。采用此種方法的缺點是生產循環(huán)時間由最慢的工位決定。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，轉盤式灌裝就是一個很好的應用例子。

使用傳統(tǒng)伺服技術，必須在以上兩種設計方式中任選其一，用戶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量的動子組成。在最先進的設計中，動子通過磁力保持在軌道上的適當位置并由電磁驅動。

采用智能輸送系統(tǒng)這種新技術具備最大的優(yōu)勢是，用戶可以使每一個動子獨立于其它動子運動。動子可以以不同的速度運動、停止甚至向后方運動。速度和加速度也可以適應不同的生產步驟。這種產品、過程和結構間的解耦設計使高柔性和高生產率成為可能。動子運動甚至還可以用作CNC或機器人應用中的附加軸。

當用戶考慮動子的動態(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，有時甚至可以減少一半的時間。將過程與機械設計分開時，運動曲線由每個單獨的產品定義，而非機器的物理限制。

盡管生產速度大大提高，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)允許用戶對異步過程進行同步，具有不同循環(huán)時間的眾多不同生產任務匯集在一起，形成一個連續(xù)的過程。

圖2 磁性動子可以非常輕松地被裝上或拆下軌道

圖3 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

3 智能輸送系統(tǒng)提高資產效率

高生產速度帶來了便利，但是對于柔性生產和OEE改進而言，用戶還需要將它與快速換型相結合。智能輸送系統(tǒng)有兩種有助于加速換型的方式。一方面，用戶可以以軟件映射的方式實現大部分換型工作；另一方面，用戶可以非常輕松地在軌道上添加或移除磁力輸送裝置。

智能輸送系統(tǒng)還可以大大簡化機器架構。通過使用簡單有效的軟件配置取代機械結構，可以消除電機驅動的傳動鏈、皮帶和齒輪。最終，有效降低維護成本。

圖4 SuperTrak仿真工具涵蓋機器人同步的設計

一些公司在猶豫是否嘗試新技術，苦于實施成本的難預測性。值得一提的是，通過使用貝加萊智能輸送系統(tǒng)，將改變這個問題。貝加萊提供的仿真工具甚至可以將同步的機器人考慮在內。采用仿真工具可以對軌道進行定制化仿真，從而通過使用智能輸送系統(tǒng)實現現有的包裝過程，機器操作員可以明確軌道的長度以及傳動子的數量。仿真工具還可以用于執(zhí)行虛擬試生產。智能輸送系統(tǒng)助力用戶輕松地優(yōu)化生產過程，提高資產效率。

摘自《自動化博覽》2018年7月刊