為了降低成本并提高速度，熱膜包裝專(zhuān)家Extreme在其最新設計的伺服型收縮膜中簡(jiǎn)化了一些機械設計，如取消氣動(dòng)執行機構、將所有的控制和顯示單元集成到一個(gè)獨立的硬件系統等。這一新的熱膜包裝方案使得用戶(hù)們?yōu)榇耸芤妗?br /> 自1990年創(chuàng )建起，Extreme包裝公司就生產(chǎn)熱收縮膜包裝設備，除了提供進(jìn)料和定制難以獲得的替代配件外，還提供培訓、咨詢(xún)以及提升性能的改造服務(wù)?；谪S富的實(shí)戰經(jīng)驗，該公司能夠認識到包裝行業(yè)的潛在需求。Extreme包裝機械制造公司的高速自動(dòng)包裝機，收縮了通道和進(jìn)料系統，其設計的重點(diǎn)在于使用的便捷性、靈活性、低維護成本。
    
                       

    伺服代替氣動(dòng)軸

    為了設計最新一代熱膜包裝系統，Extreme決定從氣動(dòng)方案切換到B&R的伺服方案，讓加工速度提高到100包/分鐘（ppm）。新的包裝機是一個(gè)可達 7個(gè)軸、200ppm的全伺服生產(chǎn)線(xiàn)，同時(shí)增加了一個(gè)完整的線(xiàn)性熱收縮通道和進(jìn)料單元。

    Extreme的工程師在其原有的SAL (Servo Auto Length)系列包裝機上簡(jiǎn)化了機械潤滑系統，并取代了氣缸、專(zhuān)用的溫度控制器、PLC、HMI和所有他們的分立的包裝軟件。“我們想取消任何對于氣體的使用。”Ray Uttaro-Extreme總經(jīng)理說(shuō)道，“然而，新的方案價(jià)格只比原有的氣動(dòng)系統略微提高。”

    新型包裝機的控制平臺使用了B&R的PP65。Extreme的設計師Mike Laurin解釋道：“HMI和控制器在同一單元。系統基于以太網(wǎng)通信，它也可以傳輸I/O數據。這是一個(gè)了不起的集成控制包”。PP65同時(shí)也融合了所有的控制功能，如兩個(gè)溫度回路來(lái)處理密封過(guò)程，以及作為一個(gè)操作單元，機器設置指令、診斷和屏上示教也被集成在一個(gè)單一的觸摸操作屏里。另外，它能夠儲存100套生產(chǎn)配方，并且其內置的VNC-Server功能使得遠程維護變得簡(jiǎn)單。它自動(dòng)的包裝長(cháng)度配置和產(chǎn)品參數調整可適應廣泛的生產(chǎn)范圍需要。

    Automation Studio軟件，B&R的集成開(kāi)發(fā)平臺，使得所有的機器控制對象可以在一個(gè)軟件里得到開(kāi)發(fā)。Laurin 繼續說(shuō)道：“另外一個(gè)很好的性能在于B&R方案使用的CF卡，它包含了程序和所有組件的固件。通過(guò)這個(gè)CF卡，可使得切換組件變得非常容易。”
    
                      

    在更換到B&R系統之前，微PLC無(wú)法處理溫度控制。“以前，我們使用分立的控制器，它不能被集成到PLC中。而使用B&R的系統之后，我們可以減少硬件組件的數量并輕松集成它們。這降低了制造成本，也使得我們的客戶(hù)可以降低長(cháng)期擁有成本LCO，并且非常容易排除故障。”Mike講道。

    安靜和可靠的系統

    為了提升生產(chǎn)速度，水平和垂直方向密封皮帶的氣缸被伺服電機所取代。高性能的Power Panel控制伺服驅動(dòng)器的位置以及調整復合時(shí)間和接觸壓力。三個(gè)變頻器驅動(dòng)控制給料、邊封和交叉密封。實(shí)時(shí)操作系統使得軸高速同步。“使用現代的B&R技術(shù)可以幫助我們提供低維護、安靜和整個(gè)速度范圍內的高可靠操作，”Uttaro補充道：“矢量變頻器邊封和交叉密封帶確保了獨立的皮帶速度電氣控制，使得薄膜具有更強的張力來(lái)確保產(chǎn)品間的更好密封，并可以通過(guò)B&R彩色觸摸屏進(jìn)行輕松的調整。”
               
                      

    對于這一應用最大的挑戰在于：速度控制必須非常精確以確保薄膜對包裝產(chǎn)品的良好密封性能，如果密封頭和傳輸皮帶之間的不匹配，薄膜滑動(dòng)將會(huì )導致不良密封，進(jìn)而導致產(chǎn)品在熱收縮通道里薄膜收縮失敗。由此，產(chǎn)品將無(wú)法得到良好的保護。

    除了速度，第二個(gè)重要的參數是當交叉密封進(jìn)行包裝時(shí)密封壓力的一致性。伺服控制的密封鄂相比于氣缸方式有更高的密封壓力一致性，這是因為如果設備沒(méi)有被正確維護的話(huà)，氣體壓力會(huì )產(chǎn)生波動(dòng)，并且氣缸會(huì )丟失關(guān)閉/打開(kāi)速度。所有的變頻器共享同一Ethernet POWERLINK網(wǎng)絡(luò )，使得參數易于修正，并且與機器的操作同步。
                             

   另外，控制升級也將速度從每分鐘70包提高到了100包，通過(guò)這些升級，Extreme的工程師可以替代整個(gè)氣動(dòng)方案，包括氣管、壓縮機、空氣濾波和氣動(dòng)控制器，這簡(jiǎn)化了機械潤滑，所有的軸可以根據需要配置伺服，并使得未來(lái)實(shí)現200包的可能得到了保障。

    摘自《自動(dòng)化博覽》2011年第六期