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案例頻道編者按：包裝機械的發(fā)展與自動化技術(shù)息息相關(guān)，自動化技術(shù)的應用使包裝機械日趨智能化、高效率化、節(jié)能化。嵌入式產(chǎn)品、PLC、變頻器、伺服、步進、運動控制器、人機界面、傳感器目前已在包裝機械中廣泛應用，工業(yè)機器人、智能控制、機器視覺技術(shù)更是未來包裝機械應用的未來趨勢。此期集合了在包裝行業(yè)具有深入應用經(jīng)驗的三家自動化廠商的最新的應用解決方案。
貝加萊——助力紙板包裝技術(shù)錦上添花
紙板箱包裝技術(shù)為食品工業(yè)帶來巨大的好處。紙板箱平板被運到食品生產(chǎn)廠，既給廠房節(jié)省了空間又易成型。食品生產(chǎn)廠商充分利用紙板箱包裝自己的產(chǎn)品，使其完美呈現(xiàn)在顧客面前。但是，如何充分體現(xiàn)紙板箱的
優(yōu)勢，對于紙板箱生產(chǎn)廠商來說，卻是很困惑的事情。如今除了設備的整體性能，食品工業(yè)需要具有易于使用和靈活的改變。為了滿足這種需要，他們現(xiàn)在往往將巧妙的機械系統(tǒng)與創(chuàng)新自動化概念相結(jié)合。
設備制造商Mecasysteme是紙板箱食品包裝專家。其紙箱成型機如BTM12的進紙設備具有相當大的容量。一套機械工具和一個凸輪操作盤可實現(xiàn)紙板的折疊。涂膠采用“熱熔”方式：涂膠通過旋轉(zhuǎn)泵進入11升桶中，再通過熱熔連續(xù)噴涂到紙箱上。更重要的是，由于Mecasysteme公司專利機械系統(tǒng)和集成自動化解決方案，其設備具有很強的靈活性。
涂膠控制：主要問題
為了實現(xiàn)他們的長期市場定位，Mecasystemes公司決定把技術(shù)創(chuàng)新帶到紙箱成型機BTM12中。目標是達到最高成品速度。Mecasystemes技術(shù)部經(jīng)理Philippe Ternois解釋道，涂膠“熱熔”處理最初由模塊控制，其完全獨立于設備的自動化系統(tǒng)?！拔覀冎饕繕耸羌赏磕z控制模塊到自動化系統(tǒng)中?！彼罱K決定與貝加萊法國合作組成研發(fā)涂膠控制模塊集成的技術(shù)小組，以確保系統(tǒng)快速、準確的應用在帶有16個注射噴槍的涂膠中。
快速和準確:重要的創(chuàng)新
最初，Mecasysteme公司技術(shù)部經(jīng)理Philippe Ternois很明確要做電源控制單元：“為了實現(xiàn)快速、準確的涂膠定位，我們需要一個能通過編碼器快速反饋信息的系統(tǒng)”。貝加萊基于Power Panel 220的PC機作為中央控制元件與X2X總線和X20 IO模塊一起實現(xiàn)快速的信息處理和傳輸。而且，由Power Panel 220提供的自動化平臺非常靈活的集成了涂膠控制模塊。后者是可處理溫度控制的特殊功能塊，從而確保涂膠總是保持適度的粘性。此功能由貝加萊法國團隊研發(fā)，并通過Mecasysteme公司的所有檢測。Philippe Ternois先生說到：“貝加萊工程師本地化的技術(shù)支持使我們受益匪淺。滿意的檢測結(jié)果讓我們對涂膠控制模塊在自動化系統(tǒng)中的應用信心十足。這是我們此設備中的重要技術(shù)創(chuàng)新”。集成涂膠控制模塊并不是令Mecasysteme公司滿意的唯一原因。作為全集成的控制和操作單元，帶單電源總線的Power Panel 220使Mecasysteme公司減少電纜使用量，節(jié)約空間，最重要的是，可通過存儲在USB驅(qū)動中的接收器來輕松實現(xiàn)靈活的改變。
“貝加萊為我們提供靈活的自動化平臺來大幅度簡化我們設備的整體體系結(jié)構(gòu)。這樣大大節(jié)約了我們的成本、時間和研發(fā)費用。現(xiàn)今，貝加萊產(chǎn)品的高速、精確、舒適度激勵我們使用其在不同的應用中”，Philippe Ternois說道。對于正在研發(fā)階段的新機型來說，Mecasystemes公司正在嘗試與貝加萊共同實施其他集成自動化體系架構(gòu)。
康耐視——助力藥品包裝
一家愛爾蘭公司的制藥廠生產(chǎn)MRI掃描注射用液體。該款產(chǎn)品價格昂貴，對光線極為敏感，采用小瓶／容器包裝，放置于特制紙制格柵，最大限度地對其進行保護。終端包裝機器專家Cermex為檢驗包裝，選用了視覺技術(shù)。來自康耐視（Cognex）的Checker系統(tǒng)和In-Sight5100視覺傳感器用于校驗置于紙制格柵的小瓶數(shù)量，檢查是否每個包裝都有相關(guān)文件。
裝有液體的小瓶輸送至WB45全包包裝機，根據(jù)不同的紙盒尺寸，以12或18個為一批裝入盒中。該機器由Cermex專門開發(fā)，可區(qū)分紙箱大小、裝入小瓶、折好紙盒、放入說明書，然后蓋上紙盒并將其密封......這一切都以每分鐘150個產(chǎn)品的速度進行。
找到說明書——論身在何處
該機器整合了兩套康耐視視覺系統(tǒng)，應用于兩個不同階段。首先在包裝階段，Checker通過探測瓶蓋是否存在來校驗每個紙制格柵中小瓶的數(shù)量。然后在包裝完成之前，In-Sight5100檢查流水線上經(jīng)過的每個紙箱是否都裝有說明書。這一過程并非易事。紙盒中的說明書完全隨意擺放，包裝過程中，文件可能滑落到紙盒的任何地方，平放或側(cè)擺。為確保說明書已放入紙盒，無論它身在何處，不管紙盒大小，視覺系統(tǒng)均要找到。In-Sight依靠定位工具PatMax進行工作。PatMax是一款功能強大的軟件，能接受任何困難或復雜的光線條件的挑戰(zhàn)。這是視覺應用中常見的挑戰(zhàn)，是車間里不可避免的問題。出現(xiàn)問題時，例如說明書漏裝或者小瓶缺失，In-Sight和Checker就會向PLC發(fā)出信號，PLC啟動制動裝置，使機器停止運轉(zhuǎn)。
“基于很多原因，我們選擇了100％視覺解決方案”，Cermex運作營銷經(jīng)理Jean-Marc Passemard說道，“兩種檢測技術(shù)的同質(zhì)性、產(chǎn)品節(jié)省空間的特性，而且物有所值，更不用提康耐視（Cognex）在國際上的聲譽，這一點在我們公司得到了很好的體現(xiàn)。”
終端用戶，操作便捷
將視覺系統(tǒng)與包裝機器整合時，需遵從某些人類環(huán)境改造學方面的要求，這樣操作人員即可便捷地使用機器，確?？的鸵暎–ognex）系統(tǒng)與控制包裝機的PLC順利配合。尺寸的改變（小瓶和紙箱的尺寸）也由PLC自動控制，因此，攝像頭和照明位置無需手動調(diào)整。
康耐視（Cognex）銷售工程師認為，“這一應用證實了現(xiàn)代視覺系統(tǒng)所擁有的一切優(yōu)點：一體化，體積小，擁有應對高速生產(chǎn)和適應無間歇生產(chǎn)所必需的能力和靈活性。
臺達——助力實現(xiàn)高效異形瓶裝箱機的完美設計
近日，西安某包裝技術(shù)研究所和某輕工機械技術(shù)開發(fā)公司利用臺達PLC、HMI、伺服和變頻器作為電氣控制核心，成功開發(fā)出新型高效異形瓶（非規(guī)則的圓形瓶）裝箱系統(tǒng)，很好的解決了異形瓶的輸送整理難題，全面體現(xiàn)了高端自動化的穩(wěn)定、可靠與高效。
異形瓶是隨著白酒、日化、調(diào)味品等行業(yè)越來越注重產(chǎn)品的個性化包裝而迅猛發(fā)展的，目前，市場上各式各樣的異形瓶讓人眼花繚亂。但這對包裝機械行業(yè)提出了新課題——異形瓶的裝箱問題，此前標準形裝箱機已不再適用，必須改造、研發(fā)出新的異形瓶的裝箱機。
在此次研發(fā)成功的異形瓶裝箱機中，其控制系統(tǒng)主要由臺達PLC、HMI、伺服和變頻器組成。其中PLC、HMI構(gòu)成控制系統(tǒng)的核心和操作界面，所有的控制參數(shù)均可在HMI上完成；另外，伺服驅(qū)動控制電機完成瓶子變道和裝箱過程的控制，PLC則通過高速輸出口對伺服發(fā)送脈沖，改變脈沖的發(fā)送頻率和數(shù)量控制伺服電機的運行；最后，變頻器控制電機完成瓶子和箱子的輸送，通過RS485總線控制電機的速度和啟停。
這樣就實現(xiàn)了整個輸送、整理、裝箱的高效自動化，并解決了以往的很多問題。例如，傳統(tǒng)的機械式抓瓶機構(gòu)在抓瓶和裝箱過程中會出現(xiàn)“卡瓶”，并通過光電開關(guān)檢測卡瓶現(xiàn)象，普通裝箱機對此只能停機解決，否則就會損壞抓瓶頭等部件。
而對于異形瓶裝箱機，由于采用了伺服電機控制?？刂七^程中，如果在抓瓶處卡瓶，抓瓶機構(gòu)會慢速退回初始位，再慢速下降到抓瓶處；如果在裝箱處卡瓶，抓瓶機構(gòu)則會慢速倒退一個瓶高的距離，再慢速下降到裝箱處。在這個過程中，操作人員可及時處理卡瓶現(xiàn)象。如果沒有及時處理，檢測到再次卡瓶，設備才會自動停機。這大大減少了故障和停機次數(shù)，同時保護了抓瓶機構(gòu)不被損壞。
實踐證明，由臺達自動化所構(gòu)筑的異形瓶裝箱機的控制系統(tǒng)，不僅簡單易調(diào)試，而且還可推廣到卸箱機使用，整個過程尤其體現(xiàn)了伺服電機的優(yōu)越性！
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號