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利樂公司所生產(chǎn)的牛奶、果汁等多種飲品的經(jīng)典紙盒包裝，幾乎已經(jīng)為我們所有人所熟知。盡管這些紙盒在運(yùn)輸及日常使用中展現(xiàn)出了極高的效率與耐用性，但它們的制造過程卻對生產(chǎn)技術(shù)提出了極為嚴(yán)苛的要求。利樂公司位于意大利摩德納的研發(fā)與技術(shù)專家團(tuán)隊(duì)，在為其紙盒包裝開發(fā)的新一代加蓋機(jī)中，創(chuàng)新性地融入了倍福的 XTS 磁驅(qū)柔性輸送系統(tǒng)，成功達(dá)成了高質(zhì)量、高產(chǎn)量以及高工藝靈活性這三大核心目標(biāo)。系統(tǒng)取得了巨大成功，利樂的試點(diǎn)客戶對其可靠性、高性能和靈活性贊譽(yù)有加，親切地稱之為“魔法機(jī)”。

01  基于 PC 的解決方案打破既有局限性并顯著提升數(shù)據(jù)透明度

利樂公司決定采用倍福基于 PC 的控制技術(shù)，主要基于對其出色計(jì)算能力的深刻考量，這無疑是促成這一選擇的決定性因素之一。利樂公司創(chuàng)新與分析生產(chǎn)線解決方案總監(jiān) Paolo Scarabelli 強(qiáng)調(diào)了這一點(diǎn)的一個重要方面：“我們的客戶對于高度數(shù)字化且互聯(lián)互通的系統(tǒng)的需求正不斷攀升。倍福基于 PC 的控制技術(shù)為實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)提供了理想的基礎(chǔ)。XTS 還使得原本依賴機(jī)械手段完成的工作能夠輕松地被先進(jìn)的軟件功能所替代，這標(biāo)志著我們在構(gòu)建數(shù)字化機(jī)器方面又邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。”

利樂公司技術(shù)專家 Fabio Bassisi 解釋道：“XTS 動子可以作為獨(dú)立的伺服軸進(jìn)行控制，從而極大地簡化和加速了新產(chǎn)品格式的引入，并且能夠充分利用軟件的靈活性。此外，結(jié)合用于涂膠監(jiān)測的視覺系統(tǒng)，我們還能夠極為高效地補(bǔ)償任何機(jī)械公差。” Fabio Bassissi 繼續(xù)說道，“我們還采用了先進(jìn)的設(shè)備健康監(jiān)測系統(tǒng)，以全面檢查設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。所有這些因素對于確保產(chǎn)品質(zhì)量及其最終成功都起著至關(guān)重要的作用。最終，飲料容器必須達(dá)到密封可靠且無任何泄漏的標(biāo)準(zhǔn)，方可被允許發(fā)送給終端客戶。”

02  實(shí)現(xiàn)高精度復(fù)雜運(yùn)動序列的可靠控制

利樂?超高速 CAP40 型加蓋機(jī)關(guān)聯(lián)的軸數(shù)量極為龐大，實(shí)軸數(shù)量超過 120 個，并配有 10 個虛擬主軸，充分彰顯了其運(yùn)動控制過程的高度復(fù)雜性。其中的大部分軸都用于配置兩條并行的 XTS 系統(tǒng)，系統(tǒng)每條軌道長 4.5 米，并配備 55 個動子。此外，系統(tǒng)還配備了約 10 個旋轉(zhuǎn)伺服軸，專門用于包裝輸送、熱熔膠涂膠等任務(wù)。

為了確保蓋體能夠精準(zhǔn)地依據(jù)其三維幾何形狀進(jìn)行粘合，必須精確同步控制 XTS 動子的運(yùn)動以及 X、Y、Z 方向上的各類旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。此處的獨(dú)特之處在于，每對動子都通過專門的工具結(jié)構(gòu)相互連接，但它們卻能在兩個平行安裝的 XTS 單元上獨(dú)立且協(xié)調(diào)地運(yùn)行。無論動子是在單個系統(tǒng)上排列成一行，還是分布在兩個不同的系統(tǒng)上，控制軟件都能充分利用其靈活性，確保所有動子始終保持完全同步的運(yùn)動狀態(tài)。據(jù)利樂公司包裝線嵌入式自動化部門總監(jiān) Stefano Flore 介紹，XTS 憑借其模塊化設(shè)計(jì)和出色的軟件功能，往往能夠?qū)崿F(xiàn)極高的靈活性。

03  控制技術(shù)確保了持續(xù)的高性能表現(xiàn)

利樂之所以選擇倍福的控制技術(shù)，是因?yàn)樗信c系統(tǒng)緊密相關(guān)的組件都可以一站式獲取，從而確保了集成過程的無縫對接與高效運(yùn)行。設(shè)備控制系統(tǒng)的核心組件是兩臺 C6032 超緊湊型工業(yè) PC ，它們用于運(yùn)行 HMI 應(yīng)用程序、兩個 XTS 系統(tǒng)、基于 TwinCAT NC PTP 的運(yùn)動控制以及 TwinCAT PLC。此外，單個控制單元還具備將多種功能（如設(shè)備仿真等）進(jìn)行組合的能力。此外，所選的硬件平臺為日后擴(kuò)展更多功能預(yù)留了廣闊的空間和潛力。更為關(guān)鍵的是，倍福的產(chǎn)品種類極為豐富，能夠精準(zhǔn)滿足用戶在計(jì)算能力、內(nèi)存擴(kuò)展以及外形規(guī)格等多個方面的需求，從而確保系統(tǒng)能夠靈活適應(yīng)未來的發(fā)展趨勢與需求。

在談及 TwinCAT 軟件的應(yīng)用體驗(yàn)時(shí)，Paolo Scarabelli 表示：“TwinCAT 能夠充分發(fā)掘并釋放基于 PC 的控制技術(shù)的全部潛能，包括支持面向?qū)ο蟮恼Z言在內(nèi)的多種編程語言、與 Visual Studio 的無縫集成、全面的網(wǎng)絡(luò)配置選項(xiàng)，以及出色的多核處理能力。此外，該軟件結(jié)構(gòu)清晰，其良好的開放性不僅讓我們能夠充分利用倍福提供的軟件庫資源，還能輕松實(shí)現(xiàn)自有庫的無縫集成，從而打造出貼合特定設(shè)備需求的定制化狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。我們在開發(fā)過程中廣泛采用 TwinCAT Scope 進(jìn)行深入的分析工作。總體而言，TwinCAT 為我們提供了極為全面的支持，尤其是在實(shí)現(xiàn)我們標(biāo)準(zhǔn)化軟件開發(fā)目標(biāo)的過程中。”

雙方之間的緊密合作關(guān)系將在未來得到進(jìn)一步的深化，因?yàn)?Stefano Flore 仍然堅(jiān)信，在利樂?設(shè)備中采用基于 PC 的控制技術(shù)蘊(yùn)含著巨大的發(fā)展?jié)摿Γ骸拔覀冋J(rèn)為，無電纜技術(shù)（NCT）是 XTS 系統(tǒng)的一項(xiàng)極具前景的進(jìn)一步升級發(fā)展。我們已經(jīng)著手測試 XPlanar 技術(shù)為多種應(yīng)用場景所帶來的各種可能性。我們還看到了 MX-System 無控制柜解決方案以及 TwinCAT Runtime for Linux?極具吸引力的優(yōu)勢。我們擁有巨大的潛力，能夠像在這個案例中的試點(diǎn)客戶所體驗(yàn)的那樣，給用戶帶去驚喜，為他們精心打造出一臺充滿魔力的‘魔法機(jī)’。”

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