食品飲料是與我們每天生活息息相關(guān)的領(lǐng)域,也是自動化行業(yè)一個競爭極其激烈的市場。作為全球知名的自動化產(chǎn)品和解決方案供應(yīng)商,貝加萊深知在今天的全球食品飲料市場上,用戶滿意度受無形且不斷變化的消費(fèi)者的品味和喜好影響。為了跟上快速變化的消費(fèi)趨勢,貝加萊致力為食品飲料行業(yè)用戶提供既柔性又可持續(xù)的自動化、智能化生產(chǎn)解決方案。
伺服直驅(qū)技術(shù)先行者助力創(chuàng)新產(chǎn)品
透過奶制品包裝的透明杯子,呈旋渦狀的巧克力和香草布丁,中間點(diǎn)綴著一列焦糖,再加上車輪狀的水果醬配上“輪輻”酸奶,誘人吸睛的美食搭配使顧客駐足,并成功選購……奶制品行業(yè)的設(shè)計(jì)師一直在尋找新穎的食品外包裝從超市貨架上抓住顧客的眼球。然而,這些針對較高價格段的設(shè)計(jì)師產(chǎn)品無法與用于灌裝價格敏感型產(chǎn)品在同一生產(chǎn)線上生產(chǎn),如傳統(tǒng)的原味酸奶和果味酸奶,它們?nèi)匀皇菄@機(jī)械軸設(shè)計(jì)的。這些設(shè)計(jì)就需要使用高性能的伺服驅(qū)動器,可以按照制造商要求的速度和精度水平對灌裝過程進(jìn)行微調(diào),使不同類型的產(chǎn)品在同一生產(chǎn)線生產(chǎn)得以實(shí)現(xiàn)。Gasti早已認(rèn)識到這一趨勢,他們早在上世紀(jì)90年代初就推出了其首款由伺服驅(qū)動的塑杯灌裝封口生產(chǎn)線,至今已有115年的歷史,并從2016年起就已成為意大利IMA集團(tuán)的子公司,更被認(rèn)為是機(jī)械制造業(yè)內(nèi)伺服直驅(qū)技術(shù)的先行者之一。隨著Gasti將其目光瞄準(zhǔn)Wittenstein的緊湊型執(zhí)行機(jī)構(gòu),他們開始尋找合適的伺服驅(qū)動器和運(yùn)動控制系統(tǒng)。基于這樣的需求,貝加萊適時出現(xiàn),憑借在伺服驅(qū)動技術(shù)多年的積累與深耕,迅速得到了Gasti的青睞。在Gasti進(jìn)行的基準(zhǔn)測試中,包括專門從事包裝的供應(yīng)商入圍,但最終貝加萊技術(shù)因極易控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的明顯優(yōu)勢而勝出。隨即,Gasti在一個項(xiàng)目中應(yīng)用了貝加萊驅(qū)動技術(shù)并獲得了滿意的效果。貝加萊高水平的本地化技術(shù)支持能力以及與總部研發(fā)團(tuán)隊(duì)的協(xié)作能力,為Gasti提供了定制化的解決方案,并快速響應(yīng)用戶的使用問題。在貝加萊的產(chǎn)品組合中,擁有廣泛的伺服電機(jī)和伺服驅(qū)動器可選,這使Gasti能夠憑借一致性的解決方案將所需的功率范圍覆蓋從3至25千瓦,從而最大限度地減少花費(fèi)在設(shè)計(jì)、庫存和零部件多樣性方面的費(fèi)用。
貝加萊伺服技術(shù)的灌裝封口機(jī)
適用于食品飲料行業(yè)的定制化HMI
基于對貝加萊驅(qū)動技術(shù)和支持的積極體驗(yàn),Gasti對于在其灌裝封口機(jī)上使用貝加萊HMI解決方案的建議同樣持開放態(tài)度。當(dāng)Gasti提出對其HMI設(shè)計(jì)進(jìn)行現(xiàn)代化改造并集成生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集時,貝加萊已經(jīng)準(zhǔn)備就緒,替代Gasti先前已達(dá)到潛能極限的HMI解決方案,帶來更高性能的技術(shù)方案。貝加萊為Gasti開發(fā)了一款非常強(qiáng)大的顯示器,不銹鋼IP67K外殼能夠承受各種現(xiàn)場條件,沒有任何會積灰的邊緣,可實(shí)現(xiàn)最佳清洗。HMI應(yīng)用程序和PDA系統(tǒng)運(yùn)行在強(qiáng)大的貝加萊工業(yè)PC上,它位于空調(diào)機(jī)柜內(nèi)。在最新一代的機(jī)器中,Automation PC 910通過SDL連至HMI。Gasti現(xiàn)在在其所有機(jī)器設(shè)備中都使用了該解決方案。貝加萊提供的標(biāo)準(zhǔn)化解決方案,確保機(jī)械制造商組件的長期可用性與持續(xù)性,使得Gasti可以專注于創(chuàng)建滿足特定客戶獨(dú)特需求,并且最大限度地降低采購、庫存及維護(hù)成本。基于貝加萊精心設(shè)計(jì)的運(yùn)動控制系統(tǒng),使得Gasti在其所有生產(chǎn)線上始終如一地使用貝加萊運(yùn)動控制解決方案。來自貝加萊X20系統(tǒng)的小型控制器可以在盡可能最小的空間要求內(nèi)處理運(yùn)動控制。Gasti每條生產(chǎn)線上6至18個貝加萊伺服軸全都由貝加萊ACOPOSmulti伺服驅(qū)動器實(shí)現(xiàn)控制。與此同時,Gasti開始使用貝加萊的mapp技術(shù)。在其眾多優(yōu)勢中,Gasti的工程師尤其看重,創(chuàng)新的編程方法如何便于他們進(jìn)行模塊化軟件設(shè)計(jì),這對新機(jī)器或機(jī)型而言,會使集成新功能或改寫軟件變得更容易。Gasti對于貝加萊mapp技術(shù)開發(fā)出的所有全新產(chǎn)品持積極歡迎的態(tài)度。相信Gasti處于領(lǐng)先地位的技術(shù)攜手貝加萊的解決方案,將推動Gasti在未來為用戶提供持續(xù)性的創(chuàng)新。
“‘深耕行業(yè),加強(qiáng)軟件的標(biāo)準(zhǔn)化與集成,滿足行業(yè)的個性化需求’,這是貝加萊在中國發(fā)展食品飲料裝備的巨大優(yōu)勢及源動力,也是贏得用戶及市場信任的重要因素,為食品飲料行業(yè)的用戶提供完美的自動化解決方案方案,并成為互贏的合作伙伴是貝加萊團(tuán)隊(duì)信奉的理念。未來,貝加萊將與用戶在探索創(chuàng)新、高效和持續(xù)性的道路上攜手共進(jìn),以應(yīng)對日趨激烈的全球化市場競爭。”鄧可說道。
貝加萊同步電機(jī)
精彩對話
貝加萊工業(yè)自動化(中國)有限公司食品飲料行業(yè)客戶經(jīng)理鄧可
自動化博覽:貝加萊為食品飲料行業(yè)提供的產(chǎn)品涵蓋哪些方面?
鄧可:食品飲料行業(yè)因?yàn)橛兄l(wèi)生潔凈環(huán)境的要求,因此,控制器、HMI、驅(qū)動等需要高防護(hù)等級,貝加萊據(jù)此有針對的開發(fā)相應(yīng)產(chǎn)品,例如滿足食品飲料行業(yè)沖洗液體濺射防護(hù)的IP69K防護(hù)等級搖臂式面板,IP67防護(hù)等級的分布式I/O,滿足分布式部署的電機(jī)驅(qū)動一體式的ACOPOSmotor,基于共直流母線技術(shù),可實(shí)現(xiàn)能量反饋的伺服系統(tǒng)ACOPOSmulti及ACOPOSmulti 65。除此之外,像針對高速應(yīng)用如灌裝、旋蓋等達(dá)到1μs響應(yīng)周期的reACTION模塊,針對灌裝閥的閥島控制器XV系列。
最新的SuperTrak和ACOPOStra系列柔性電驅(qū)輸送系統(tǒng)則是滿足智能生產(chǎn)對個性化定制的需求,最大限度地提供產(chǎn)線的柔性,降低緩沖區(qū),避免機(jī)械磨損而設(shè)計(jì)的。SuperTrak和ACOPOStrak系列同樣滿足食品飲料的潔凈環(huán)境。除了硬件,包括針對產(chǎn)線互聯(lián)的OMAC/PackML的信息集成,針對智慧工廠滿足云連接、邊緣計(jì)算的OrangeBOX產(chǎn)品,針對套色、張力、旋蓋、分道等封裝的mapp軟件應(yīng)用模塊。軟硬件一體化的產(chǎn)品構(gòu)成了貝加萊行業(yè)解決方案的基礎(chǔ)。
自動化博覽:貝加萊在食品飲料行業(yè)的解決方案有什么特別之處?
鄧可:貝加萊在灌裝機(jī)方面可提供高速高效、節(jié)能環(huán)保、柔性化定制的解決方案。
終端用戶對于灌裝機(jī)的控制要求越來越苛刻,尤其是一些高附價值的產(chǎn)品,如無菌飲品、橄欖油等,在保證高速灌裝的情況下要求控制精度在正負(fù)1g,我們最快循環(huán)周期為200微秒的X20 PLC非常擅長高精度的控制,在客戶現(xiàn)場證明僅用普通的數(shù)字量模塊就能實(shí)現(xiàn)正負(fù)0.8g左右的控制精度,這意味著提升性能的前提下進(jìn)一步優(yōu)化成本;伺服拉伸和伺服旋蓋更是高速高效的體現(xiàn),瓶胚的拉伸是吹瓶機(jī)的重要工藝,成形的瓶子經(jīng)過灌裝機(jī)進(jìn)行灌裝,緊接著就是旋蓋,傳統(tǒng)采用機(jī)械的方式進(jìn)行拉伸和旋蓋,如果更換瓶型就意味著整個機(jī)械的變更,從機(jī)械改為電動將有效的提高效率,降低換線時間,更為靈活。
吹灌旋在高速運(yùn)行時產(chǎn)生的慣量非常大,一旦緊急停機(jī)會造成很大的能量損耗,并且機(jī)組之間的不同步會打壞夾具,造成不必要的損失。貝加萊ACOPOSmulti伺服系統(tǒng)共直流母線,具備能量反饋再生的功能,在吹灌旋同步運(yùn)動控制中優(yōu)勢體現(xiàn)的非常明顯,快速停機(jī)的情況下,高速運(yùn)行產(chǎn)生的能量回饋到母線底板,用于設(shè)備的同步停車,最長可堅(jiān)持十幾秒,足夠讓設(shè)備安全的停機(jī)不造成任何損壞。
隨著用戶追求個性化定制的需求越來越旺盛,柔性化的產(chǎn)品以及設(shè)計(jì)嶄露頭角,對傳統(tǒng)的大規(guī)模生產(chǎn)提出挑戰(zhàn)。在歐洲一流的設(shè)備上,用戶可自定義瓶子名稱和色彩,并完成不同飲料的灌裝,采用貝加萊磁懸浮導(dǎo)軌SuperTrak可實(shí)現(xiàn)不同工位上的灌裝、旋蓋、貼標(biāo)、檢測,每一個滑塊都是一個獨(dú)立的單元,在不同工位上來回切換,柔性化的設(shè)計(jì)對于設(shè)備的機(jī)械是革命性的變更。
自動化博覽:隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷深入,食品飲料行業(yè)也迎來了新的發(fā)展機(jī)遇。您如何看待食品飲料行業(yè)未來的發(fā)展?
鄧可:機(jī)械傳動將逐漸被伺服運(yùn)動控制所替代,設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)會越來越簡單。吹灌旋整機(jī)的速度會越來越高,目前國內(nèi)72,000瓶/小時已經(jīng)是極高的速度,但國外的產(chǎn)量可達(dá)到每小時108,000瓶。OEM廠商從單機(jī)設(shè)備制造向整線發(fā)展,覆蓋從前道的吹瓶、灌裝、旋蓋、貼標(biāo),到后道的膜包、紙包、碼垛機(jī)等等。整廠從OT向IT發(fā)展,不僅僅是離散數(shù)據(jù)采集、MES系統(tǒng)管理,還包括云端數(shù)據(jù)分享,生產(chǎn)信息化透明化,消費(fèi)者的需求直接與工廠對接等。大規(guī)模個性化定制的需求,這將是個全新的領(lǐng)域,對傳統(tǒng)的機(jī)械進(jìn)行顛覆,模塊化、柔性化將是設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。
摘自《自動化博覽》2018年4月刊