現(xiàn)代的包裝行業(yè)，人們對(duì)包裝設(shè)備的要求隨著所包裝產(chǎn)品的特性、規(guī)格及材質(zhì)的不同而不斷變化，除了對(duì)于食品包裝最為重要的衛(wèi)生和新鮮之外，美學(xué)、外觀設(shè)計(jì)和運(yùn)輸也都要考慮在內(nèi)。不僅如此，包裝設(shè)計(jì)緊跟著瞬息萬變的潮流趨勢(shì)，因此，包裝設(shè)備也必須具有高度靈活性。除了對(duì)更小的生產(chǎn)批次和更高的生產(chǎn)速度的固有需求之外，還應(yīng)確保具有可追溯性及完整的電子工藝文檔和檢驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>
下面這個(gè)應(yīng)用案例詳細(xì)介紹Beckhoff基于PC的控制系統(tǒng)在科時(shí)敏包裝設(shè)備有限公司生產(chǎn)的熱熔膠貼標(biāo)機(jī)上的應(yīng)用。
借助EtherCAT實(shí)現(xiàn)高速及高精度控制
科時(shí)敏包裝設(shè)備有限公司(E-Star Packaging Equipment Ltd.)是一家專業(yè)生產(chǎn)食品和飲料包裝設(shè)備的知名公司，主要產(chǎn)品包括熱收縮膜包裝機(jī)、全自動(dòng)紙箱包裝機(jī)和貼標(biāo)機(jī)。由于采用了Beckhoff基于PC的控制技術(shù)及高動(dòng)態(tài)性的驅(qū)動(dòng)技術(shù)，科時(shí)敏公司最新研發(fā)出品的熱熔膠貼標(biāo)機(jī)產(chǎn)能高達(dá)每小時(shí)24,000到48,000瓶。
科時(shí)敏熱熔膠貼標(biāo)機(jī)在使用了倍福的EtherCAT控制技術(shù)后，產(chǎn)能高達(dá)每小時(shí)24,000到48,000瓶
科時(shí)敏包裝設(shè)備有限公司在中國(guó)包裝設(shè)備領(lǐng)域占有很大的市場(chǎng)份額，并逐步擴(kuò)展到海外市場(chǎng)。2008年，該公司生產(chǎn)和銷售了100多臺(tái)各種類型的包裝設(shè)備。熱熔膠貼標(biāo)機(jī)是該公司最新開發(fā)的一款新型貼標(biāo)機(jī)，主要用于飲用水、果汁及其他飲料的圓柱形、橢圓形或方型PET瓶的環(huán)標(biāo)。
容器垂直放置于單鏈道的傳送帶上，并通過進(jìn)瓶螺旋傳送到中央圓盤傳送帶上：容器被夾緊并固定在定中心頭和旋轉(zhuǎn)臺(tái)之間。隨后，位于中心處的容器圍繞著其軸旋轉(zhuǎn)，并前進(jìn)到貼標(biāo)單元。進(jìn)料輥連續(xù)不斷地將向切刀送標(biāo)。進(jìn)料輥由一個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，根據(jù)實(shí)際標(biāo)長(zhǎng)調(diào)整送標(biāo)速度，調(diào)整到正確的切刀點(diǎn)。標(biāo)簽在專門的輥上進(jìn)行定長(zhǎng)剪切。傳送輥將切好的標(biāo)簽送到上膠輥，在標(biāo)簽頭尾上膠。隨后標(biāo)簽被貼到旋轉(zhuǎn)的容器上，在該位置處，用膠帶和一個(gè)專用的平滑裝置來確保精確的應(yīng)用。
控制上需要解決的主要問題是：在高速條件下，實(shí)時(shí)檢測(cè)標(biāo)簽長(zhǎng)度，調(diào)整送標(biāo)速度，確保正確的切刀位置。采用TwinCATNC，我們可以精確記錄色標(biāo)位置，并通過高速工業(yè)以太網(wǎng)EtherCAT將此位置數(shù)據(jù)傳送給控制器CX1020，CX1020計(jì)算出標(biāo)簽長(zhǎng)度，并修改CAM曲線。調(diào)整伺服電機(jī)送標(biāo)速度，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確送標(biāo)。我們可將最終的送標(biāo)精度控制在0.01mm以內(nèi)，避免送標(biāo)累計(jì)誤差的出現(xiàn)。
使用CX1020嵌入式PC，能夠在同一平臺(tái)上集成如PLC、運(yùn)動(dòng)控制、HMI及溫度控制功能
CX1020的強(qiáng)大處理能力，使得將HMI、運(yùn)動(dòng)控制、溫度控制、邏輯控制等功能集成在一個(gè)平臺(tái)成為可能，系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性得到有力保障。自動(dòng)標(biāo)長(zhǎng)識(shí)別功能為客戶生產(chǎn)不同規(guī)格標(biāo)簽時(shí)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，無需再進(jìn)行任何參數(shù)設(shè)置。以太網(wǎng)接口和Windows操作系統(tǒng)也為遠(yuǎn)程維護(hù)帶來了極大的方便。高速工業(yè)以太網(wǎng)EtherCAT和高速伺服電機(jī)AM3000的應(yīng)用，可以為進(jìn)一步提高設(shè)備生產(chǎn)速度留下足夠空間。整臺(tái)設(shè)備都具有極高的性價(jià)比。
越來越多的功能，如：運(yùn)動(dòng)控制、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、機(jī)器人技術(shù)等，都被集成到軟件中，通過PC來控制，從而使得控制結(jié)構(gòu)愈加“精益”。同時(shí)，硬件構(gòu)造也日益緊湊，既節(jié)省了控制柜空間，又縮小了設(shè)備的實(shí)際占地面積。然而，PC控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)遠(yuǎn)不止于此：例如，控制器集成了狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能后，不僅改善了診斷功能，而且簡(jiǎn)化了故障處理過程，使設(shè)備效率得以優(yōu)化。
Beckhoff公司始終堅(jiān)持基于PC的控制技術(shù)，并將“自動(dòng)化新技術(shù)”的發(fā)展理念貫徹到底，自1980年公司成立以來研發(fā)了大量的創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案，這正是Beckhoff得以持續(xù)發(fā)展的成功所在。如今，Beckhoff早期提出的概念已成為許多自動(dòng)化技術(shù)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，且被成功引入市場(chǎng)，其通用、開放的控制和自動(dòng)化解決方案，已在世界各地的包裝行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。
關(guān)于德國(guó)倍福(BECKHOFF)
德國(guó)倍福自動(dòng)化有限公司的總部位于德國(guó)威爾市。公司在世界各地設(shè)有分支機(jī)構(gòu)，加上全球的合作伙伴，目前公司業(yè)務(wù)已遍及70多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。
倍福始終以基于PC的自動(dòng)化新技術(shù)作為公司的發(fā)展理念，所生產(chǎn)的工業(yè)PC、現(xiàn)場(chǎng)總線模塊、驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品和TwinCAT自動(dòng)化軟件構(gòu)成了一套完整的、相互兼容的控制系統(tǒng)，可為各個(gè)工控領(lǐng)域提供開放式自動(dòng)化系統(tǒng)和完整的解決方案。30多年來，倍福公司的元件和系統(tǒng)解決方案在世界各地得到了廣泛的應(yīng)用。
自2001年3月德國(guó)倍福在北京成立中國(guó)第一個(gè)代表處，2007年5月，德國(guó)倍福在上海成立獨(dú)資公司，并將倍福中國(guó)區(qū)總部遷至上海，此后公司業(yè)務(wù)進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展時(shí)期，目前倍福已經(jīng)在北京、廣州、成都、武漢、南京等全國(guó)19個(gè)大中城市設(shè)立了辦事處。隨著各種具有良好性價(jià)比的新產(chǎn)品、新技術(shù)不斷進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，其勇于打破傳統(tǒng)控制模式，傾力推廣PC控制新技術(shù)的理念已被越來越多的中國(guó)用戶所接受。
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