Extreme包装机械制造公司的高速自动包装机、收缩通道和进料系统的设计重点在于使用的便捷性、灵活性及低维护成本。自1990年创建,Extreme包装公司就生产热收缩膜包装设备,除了提供进料和定制难以获得的替代配件外,还提供培训、咨询以及提升性能的改造。基于丰富的实战经验,该公司能够认识到包装行业中未能得到满足的需求,并推出他们第一个自主研发的热收缩膜机型。
图1 Power Panel直观的用户界面确保参数不会被错误地输入
伺服代替气动轴
为了设计最新一代热膜包装系统,Extreme决定从气动方案切换到贝加莱的伺服方案,让加工速度提高到100包/min(ppm)。新的包装机是一个可达7个轴、200 ppm的全伺服生产线,同时增加了一个完整的线性热收缩通道和进料单元。
Extreme的工程师在其原有的SAL(Servo Auto Length)系列包装机上简化了机械润滑系统,并取代了气缸、专用的温度控制器、PLC、HMI和所有分立的包装软件。“我们想取消任何对于气体的使用,”Extreme的总经理Ray Uttaro说道,“然而,新的方案价格只比原有的气动系统略微提高。”
新型包装机的控制平台使用了贝加莱的PP65。Extreme的设计师Mike Laurin解释道:“HMI和控制器在同一单元。系统基于以太网通信,也可以传输I/O数据。这是一个了不起的集成控制包。”PP65同时也融合了所有的控制功能,例如:两个温度回路来处理密封过程,以及作为一个操作单元,机器设置指令、诊断和屏上示教也被集成在一个单一的触摸操作屏里。另外,它能够储存100套生产配方,并且其内置的VNC Server功能使得远程维护变得简单。它自动的包装长度配置和产品参数调整可适应广泛的生产范围需要。
贝加莱的集成开发平台Automation Studio使得所有的机器控制对象可以在一个软件里得到开发。Laurin继续说道:“另外一个很好的性能在于贝加莱方案使用的CF卡,它包含了程序和所有组件的固件。通过这个CF卡,如果用户需要,的确可以使得切换组件变得非常容易。”
在更换到贝加莱系统之前,微PLC无法处理温度控制。“以前,我们使用分立的控制器,它不能被集成到PLC中。而使用贝加莱的系统之后,我们可以减少硬件组件的数量并轻松集成它们。这降低了制造成本,这也使得我们的客户可以降低长期拥有成本,并且也非常容易排除故障。”Mike讲道。
安静可靠的系统
为了提升生产速度,水平和垂直方向密封皮带的气缸被伺服电机所取代。高性能的Power Panel(图1)控制伺服驱动器的位置以及调整复合时间和接触压力。三个变频器驱动控制给料、边封和交叉密封。实时操作系统使得轴高速同步。“使用现代的贝加莱技术,可以帮助我们提供低维护、安静和整个速度范围内的高可靠操作。”Uttaro补充道。
“矢量变频器边封和交叉密封带确保了独立的皮带速度电气控制,使得薄膜张力更强,来确保产品间的更好密封,并可以通过贝加莱彩色触摸屏进行轻松的调整。”
图2 良好的速度控制是实现出色的包装效果的关键
对于这一应用,最大的挑战在于:速度控制必须非常精确以确保薄膜对包装产品的良好密封性能(图2),如果密封头和传输皮带之间不匹配,薄膜滑动将会导致一个不良密封,进而将导致产品在热收缩通道里薄膜收缩失败。由此,产品将无法得到良好的保护。
除了速度,第二个重要的参数是当交叉密封进行包装时密封压力的一致性。一个伺服控制的密封鄂相比于气缸方式有更高的密封压力一致性,这是因为如果设备没有被正确维护,气体压力会产生波动,并且气缸会丢失关闭/打开速度。所有的变频器共享同一Ethernet POWERLINK网络,使得参数边运行边修改非常容易,并且与机器的操作同步。
图3 最新的贝加莱技术允许机器速度高达100包/min
另外,控制升级也将速度从每分钟70包提高到了100包(图3)。通过这些升级,Extreme的工程师可以替代整个气动方案,气管、压缩机、空气过滤器和气动控制器,这简化了机械润滑,所有的轴可以根据需要配置伺服,这使得未来实现200包的可能得到了保障。
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