包裝機(jī)械使用的自動化產(chǎn)品包括控制系統(tǒng)、傳動控制、運(yùn)動控制、人機(jī)界面和傳感器。自動化產(chǎn)品運(yùn)用程度的加深,使得包裝機(jī)械向機(jī)電一體化方向發(fā)展。伺服傳動技術(shù)、新型檢測系統(tǒng)等先進(jìn)的自動化產(chǎn)品提升了中國包裝機(jī)械的性能。本刊特別采訪了臺達(dá)集團(tuán)機(jī)電事業(yè)群應(yīng)用技術(shù)中心經(jīng)理顏良益先生,為我們介紹包裝機(jī)械采用自動化技術(shù)發(fā)展趨勢,以及臺達(dá)在包裝領(lǐng)域的成功經(jīng)驗(yàn)。
記者:人們生活水平提高的同時,企業(yè)對消費(fèi)品的包裝自動化程度要求越來越高,為了實(shí)現(xiàn)包裝過程中各種自動化產(chǎn)品高度整合,貴公司提供了哪些解決方案。
顏良益: 針對包裝行業(yè),臺達(dá)不斷強(qiáng)化行業(yè)開發(fā)和應(yīng)用團(tuán)隊(duì),推進(jìn)新產(chǎn)品的研發(fā),為行業(yè)客戶提供更加豐富和性能優(yōu)越的自動化產(chǎn)品及系統(tǒng)解決方案,最終為客戶提供包含設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、管理于一體的一整套自動化控制平臺。
中國的印刷和包裝行業(yè)正處在蓬勃發(fā)展的階段,其自動化水平相對還比較落后;通過采用高性能的電氣產(chǎn)品,提升電氣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和高響應(yīng)性,減少機(jī)械傳動,延長設(shè)備使用壽命,降低客戶的維護(hù)成本,增強(qiáng)產(chǎn)品的市場競爭力,已成為包裝行業(yè)客戶進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)的一種趨勢。
針對客戶的這一系列需求,臺達(dá)設(shè)立行業(yè)處,資深行業(yè)專員聚焦全球包裝行業(yè)發(fā)展趨勢,研發(fā)出具有行業(yè)優(yōu)勢的產(chǎn)品和方案,如DVP-10MC總線運(yùn)動控制器,DVP-10PM緊湊型運(yùn)動控制器;適用于包裝流水線生產(chǎn)的AH500中型PLC;E-CAM功能的多合一ADSA-M系列伺服控制器,ASDA-A2高解析通訊型伺服控制器內(nèi)置包裝行業(yè)專用飛剪和色標(biāo)同步修正功能庫;內(nèi)置收放卷張力控制和飛剪功能的C2000交流驅(qū)動器,支持DMC-NET、顯控一體的HMC控制器。同時,有行業(yè)專家進(jìn)行產(chǎn)品整合,設(shè)計(jì)全伺服枕式包裝機(jī)系統(tǒng)控制方案,全伺服創(chuàng)口貼包裝生產(chǎn)線等行業(yè)高端解決方案,助力行業(yè)客戶產(chǎn)品升級,與行業(yè)客戶共同成長。
臺達(dá)集團(tuán)機(jī)電事業(yè)群應(yīng)用技術(shù)中心經(jīng)理顏良益先生
記者:目前包裝行業(yè)非常注重包裝過程中的速度與控制精度,請問在這兩方面貴公司是如何幫助客戶解決的?
顏良益:臺達(dá)產(chǎn)品與方案在速度與控制精度方面得到了客戶的廣泛好評,借助于ASDA-A2高性能伺服控制器,臺達(dá)方案在客戶端獲得了優(yōu)異的表現(xiàn)。三伺服枕式糖果包裝機(jī)就是其中的成功應(yīng)用之一。
控制架構(gòu):DOPB10-HMI+ASDA-A2*3+DVP14SS-PLC
此案例中,所有運(yùn)動控制功能均是通過A2系列伺服驅(qū)動器完成,PLC只做I/O控制。
枕式糖果包裝機(jī)從左往右依次是理糖盤、送膜機(jī)構(gòu)、縱封和橫切部分。由此可將此控制系統(tǒng)分為三個部分:送料軸(主軸)、送膜軸(從軸)、切刀軸(從軸),由三套伺服與馬達(dá)驅(qū)動。
通過A2系列伺服BY-PASS功能可將主軸脈波信號同時傳輸給送膜軸和切刀軸,無信號延遲,為高精度裁切打下基礎(chǔ)。A2伺服內(nèi)建電子凸輪功能,通過高速DI啟動從軸電子凸輪,實(shí)現(xiàn)定長或追標(biāo)裁切。傳統(tǒng)的機(jī)械凸輪存在噪音大、運(yùn)行速度難以提高、安裝維護(hù)麻煩的缺陷,采用電子凸輪的方式很好的解決了這些問題。
此案例中包裝速度可達(dá)800包/min,裁切長度為55mm,4把切刀。在裁切的過程中,包裝膜由于張力的拉伸色標(biāo)與色標(biāo)之間的長度會存在些微的差別,如果此誤差一直累積,最終將切壞產(chǎn)品包裝。臺達(dá)A2伺服內(nèi)建自動相位修正功能,根據(jù)捕捉的色標(biāo)信號與實(shí)際設(shè)定的目標(biāo)裁切位置做運(yùn)算,實(shí)時引導(dǎo)切刀切在準(zhǔn)確位置。基于A2伺服強(qiáng)大的運(yùn)動控制功能和A2馬達(dá)1280000PULSE/轉(zhuǎn)的高解析度,此案例中裁切精度可達(dá)到+/- 0.5mm。可滿足大多數(shù)客戶的包裝精度。
記者:除了速度和精度上的優(yōu)化,貴公司的自動化產(chǎn)品還能給包裝企業(yè)帶來哪些工藝上的優(yōu)勢?
顏良益:臺達(dá)提供給客戶的方案不僅是速度和精度上的提高,同時會盡最大努力去提高設(shè)備的性價比和操作的簡便性,幫助客戶節(jié)約人力成本,安全可靠,還大幅提升生產(chǎn)效率。
以上文中的“三伺服枕式糖果包裝機(jī)”為例,該設(shè)備需要包裝多種尺寸的不同產(chǎn)品,每種產(chǎn)品對應(yīng)包裝膜的長度也會不同。此時必須要做到更換產(chǎn)品尺寸的方便快捷,而不是像傳統(tǒng)方式那樣需要拆卸機(jī)械凸輪。我們只需要在HMI上填寫機(jī)械尺寸、包裝長度等相關(guān)數(shù)據(jù),驅(qū)動器便會自動生成切刀所需飛剪曲線,所有包裝尺寸等數(shù)據(jù)可存于人機(jī)配方,當(dāng)需要更換包裝產(chǎn)品時,調(diào)入產(chǎn)品尺寸等數(shù)據(jù)即可實(shí)現(xiàn)快速切換,無需更改機(jī)械結(jié)構(gòu)。操作工人不需要太多的操作經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)培訓(xùn),只需點(diǎn)擊人機(jī)畫面上的按鈕即可完成操作,操作簡便,節(jié)省人力,同時提升生產(chǎn)效率,因此這一方案得到客戶的高度認(rèn)可。