線性輸送系統(tǒng)是目前包裝行業(yè)中的熱點話題。當UhlmannPac-Systeme(德國烏爾曼包裝系統(tǒng)公司,以下簡稱烏爾曼公司)在2015德國紐倫堡包裝工業(yè)博覽會(FachPack)上首次展出包含這項新技術的制藥設備樣機后,其迅速成為熱點,吸引了大量參觀者駐足觀看。在展出的瓶包裝機Cartoner C 2155 中,產品輸送不再使用間距已經設定好的間歇運動輸送帶。相反,XTS輸送系統(tǒng)有單獨的“動子”,每個動子有一個產品托盤,它們沿著導軌運行,從而使得機器吞吐量提高了25%,同時減少了不合格品數量。
動子的運動通過“移動的”磁場控制。整個輸送段都裝滿了可切換的磁線圈,而動子有永久磁鐵。由于線圈獨立驅動,每個動子的運動和每個單獨的產品都可以獨立于其它產品進行控制。“使用Beckhoff的XTS后就無需再在間歇或者連續(xù)運動輸送間進行選擇。每個產品都有其自己的運動軌跡。加速和減速階段,如空閑動子快速輸送,減慢手動進給時的速度,或在插入包裝外殼時短暫停留,都可以最佳匹配產品和過程。這給包裝機械帶來全新的靈活性,且過程可以解耦。”烏爾曼公司設計工程開發(fā)及XTS項目經理Thomas Aumann在解釋運行原理時說道。
總體來說,該行業(yè)幾乎所有分支都是朝著機電一體化或電子系統(tǒng)的趨勢發(fā)展。包裝行業(yè)目前也正在尋求能夠取代使用機械輸送帶和輸送鏈構成的傳統(tǒng)產品輸送系統(tǒng)的替代解決方案。烏爾曼樣機清晰地說明了XTS系統(tǒng)是一個可持續(xù)發(fā)展的選擇。“線性輸送系統(tǒng)可以實現(xiàn)良好的可視性,拆裝方便,且由于采用密閉式表面,便于清潔。這些因素意味著它非常適合應用于制藥行業(yè),特別是涉及到包裝液態(tài)藥品時。在這里,快速實現(xiàn)生產線清場及符合GMP的設計特別重要。”負責烏爾曼創(chuàng)新項目的全球產品經理Jurgen Walser解釋道。“我們更感興趣的是個性化運動軌跡給吞吐量帶來的正面影響。樣機顯著提高了剔除及生產線效率。機器吞吐量提高了25%。”事件驅動的動子運動使這一切成為可能。產品可以在產品裝載點等待一個完美的紙箱,且不一定會被拒絕,因為產品輸送周期必須繼續(xù)。靈活的速度和精確的定位能夠實現(xiàn)精確插入包裝外殼。其中,低維護要求對整體設備效率(OEE)有積極影響:無需再次張緊或更換輸送帶和輸送鏈。插接系統(tǒng)可以方便地更換動子,無需使用工具。由于動子采用自由運動原理并具有高動態(tài)性,性能得到很大提升,加速度最大可以達到100m/s2,速度最大達4m/s。
FachPack展參觀者的反應也相當積極。“ 有這樣一句話:‘每個人都只是在討論這一話題,但烏爾曼讓之付諸于現(xiàn)實’。令人非常高興的是,我們的創(chuàng)新力量在這種情況下如此明顯。畢竟,我們在這上面付出了很多努力。”Jurgen Walser說道。2011 年,烏爾曼開始與專營自動化及驅動技術的倍福公司一起開發(fā) XTS輸送系統(tǒng)。烏爾曼團隊主要負責設計導軌和帶產品托盤的動子。最后還進行了大量測試,并提交了專利申請。烏爾曼目前為試點客戶提供在常規(guī)運行中測試紙盒包裝機的機會。烏爾曼也認為第一步就是在紙盒包裝機中應用XTS輸送系統(tǒng)。Jurgen Walser 解釋說道:“這項技術為解決各種包裝難題提供了多樣化的解決方案。倍福與烏爾曼的合作成果清楚地表明,我們走在了藥品包裝機機電一體化解決方案的開發(fā)的最前沿。”
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倍福中國包裝行業(yè)經理 陳翀宇
《自動化博覽》:請為我們闡述一下倍福如何看待中國醫(yī)藥行業(yè)的未來前景?
陳翀宇:醫(yī)藥行業(yè)是我國國民經濟的重要組成部分,是關系國計民生的重要領域。醫(yī)藥行業(yè)被稱為永不衰落的朝陽產業(yè),未來醫(yī)藥行業(yè)的總體發(fā)展趨勢非常明確,人口老齡化、城市化、健康意識的增強以及疾病譜的不斷擴大促使醫(yī)藥需求持續(xù)增長;生物科技的發(fā)展也從技術上保證了醫(yī)藥創(chuàng)新研發(fā),滿足醫(yī)藥需求;而政府對醫(yī)療投入的不斷加大提供了滿足需求的資金。 “十三五”將成為醫(yī)藥行業(yè)發(fā)展的關鍵時期,也將是行業(yè)大有可為的戰(zhàn)略機遇期。
《自動化博覽》:近幾年,倍福為醫(yī)藥行業(yè)提供的自動化產品、技術或方案的創(chuàng)新有哪些?
陳翀宇:醫(yī)藥行業(yè)是比較特殊的行業(yè),相關的國際標準和國家標準非常嚴格,對衛(wèi)生的要求很高,設備和車間每天都要清洗。倍福公司非常重視醫(yī)藥行業(yè),專門為這一領域開發(fā)了相應的產品和解決方案。比如不銹鋼控制面板以及面板型PC,不銹鋼面板外殼采用無縫和齊平安裝設計,可以防止灰塵進入,外殼輪廓采用圓角設計,液體能夠自然流下,還能防止污染物堆積。不銹鋼面板和觸摸屏能耐清洗劑和消毒劑,完全達到了食品飲料行業(yè)嚴格的衛(wèi)生要求及潔凈室規(guī)范。倍福最新推出的AM8800系列防水電機采用的也是不銹鋼設計,防護等級達到了IP67標準,最高甚至還可達到IP69K,能夠應用于極端惡劣或腐蝕環(huán)境中。不銹鋼外殼極為堅固,不容易受到劃痕和機械損傷,AM8800電機甚至適合用食品工業(yè)中用到的高壓清洗機進行清洗。近期,倍福針對醫(yī)藥行業(yè)推出了新型XTS(eXtended Transport System),其采用緊湊型設計,徹底改變了驅動技術,提供了全新的包裝機械理念。
《自動化博覽》:倍福為醫(yī)藥行業(yè)提供產品及解決方案的主要核心優(yōu)勢是什么?
陳翀宇:倍福的核心優(yōu)勢是可以提供基于PC的控制技術。PC控制技術以IT為基礎,將世界上先進、成熟的技術用于自動化控制。從80年代開始就已經有了PC控制技術,伴隨著IT產業(yè)的蓬勃發(fā)展,PC控制技術近10年的發(fā)展非常迅速,為企業(yè)自動化控制提供了多樣化的選擇。倍福作為PC控制技術的先鋒,以英特爾X86架構硬件和微軟Windows操作系統(tǒng)為基礎,站在IT產業(yè)巨人肩上發(fā)展自動化控制技術,滿足了企業(yè)從智能化設備到智慧工廠的需求,符合德國“工業(yè)4.0”發(fā)展思路。
無論從硬件發(fā)展還是軟件發(fā)展來看,PC控制技術都有著可期的前景。
從硬件發(fā)展角度看:(1)借助IT產業(yè)的發(fā)展,硬件體積將越來越小,性能越來越高;(2)外觀越來越漂亮;(3)穩(wěn)定性越來越高;(4)價格越來越便宜。
從軟件發(fā)展角度看:(1)將互聯(lián)網和物聯(lián)網技術應用于PC控制,實現(xiàn)人與機器,ERP企業(yè)管理系統(tǒng)、MES車間制造執(zhí)行系統(tǒng)與設備的高效便捷交互,逐步實現(xiàn)智慧工廠理念;(2)基于PC的控制軟件可實現(xiàn)硬實時,其確定性非常好,掃描周期很短,比如倍福的TwinCAT軟件PLC掃描周期可達到50微秒;(3)借助于PC的強大處理能力,PC控制能實現(xiàn)的功能越來越多,可集成針對某一行業(yè)或某種技術的專用軟件模塊,如利用Matlab & Simulink實現(xiàn)快速建模和實時仿真,還有如倍福公司提供的風電專用功能庫,可幫助用戶大大縮短開發(fā)周期。
摘自《自動化博覽》2016年8月刊