前言
從食品飲料到化妝品等，包裝消費(fèi)品生產(chǎn)商正在要求不斷擴(kuò)大包裝選擇范圍。很快，甚至連伺服控制的輸送帶也無(wú)法以高性價(jià)比的方式跟上這種變化。然而，具有獨(dú)立動(dòng)子的智能輸送系統(tǒng)，不僅可以使生產(chǎn)過(guò)程變得更敏捷，而且還能提高資產(chǎn)效率。
“消費(fèi)品生產(chǎn)商需要適應(yīng)不同的包裝種類(lèi)、不同的碼垛方式，甚至不同的產(chǎn)品內(nèi)容，”貝加萊包裝行業(yè)全球技術(shù)經(jīng)理Maurizio Tarozzi解釋道。這為機(jī)械制造商在實(shí)現(xiàn)快速換型和高度柔性方面帶來(lái)了極大挑戰(zhàn)。
“在一定程度上，許多今天的機(jī)器仍然能夠提供這種柔性，”Tarozzi說(shuō)道。然而，每一種新選擇都會(huì)增加機(jī)器復(fù)雜性，降低其效率并最終影響總擁有成本。
第一步：伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)
“這并不是我們第一次看到向更柔性的包裝機(jī)轉(zhuǎn)變，”Tarozzi說(shuō)道?！皫啄昵?，我們就目睹了機(jī)械凸輪向現(xiàn)代伺服技術(shù)轉(zhuǎn)變。”隨著柔性化和優(yōu)化OEE的要求在不斷提高，Tarozzi表示現(xiàn)在是機(jī)器采取下一步發(fā)展的時(shí)候了。
傳統(tǒng)包裝線可以通過(guò)兩種方式中的一種進(jìn)行設(shè)計(jì)。它可以是間歇式生產(chǎn)，產(chǎn)品從一個(gè)工位輸送至另一個(gè)工位 – 填充、涂膠、包裝 – 其中在每一步都會(huì)有停留。這種方法的缺點(diǎn)是生產(chǎn)循環(huán)時(shí)間是由最慢的工位決定的。另一種可行的方式是連續(xù)運(yùn)動(dòng)，其中工位隨輸送帶一起運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)盤(pán)式灌裝就是一個(gè)很好的例子。
第二步：智能輸送系統(tǒng)
“使用傳統(tǒng)伺服技術(shù)，你不得不在這兩種設(shè)計(jì)方式中二選其一，”Tarozzi解釋道，“但是你無(wú)法將它們進(jìn)行混合使用。這恰好是具有長(zhǎng)定子直線電機(jī)技術(shù)的智能輸送系統(tǒng)發(fā)揮作用之處?！边@些系統(tǒng)由一個(gè)橢圓形軌道的電機(jī)定子和任意數(shù)量的動(dòng)子組成。在最先進(jìn)的設(shè)計(jì)中，動(dòng)子通過(guò)磁力保持在軌道上的適當(dāng)位置并由電磁驅(qū)動(dòng)。
“這里的最大優(yōu)點(diǎn)是，你可以使每一個(gè)動(dòng)子獨(dú)立于其它動(dòng)子運(yùn)動(dòng)，”Tarozzi說(shuō)道。動(dòng)子可以以不同速度運(yùn)動(dòng)、停止甚至向后運(yùn)動(dòng)。
現(xiàn)在是機(jī)器采取下一步發(fā)展的時(shí)候了
貝加萊全球包裝技術(shù)經(jīng)理 Maurizio Tarozz
速度和加速度可以適應(yīng)不同的生產(chǎn)步驟?！斑@種產(chǎn)品、過(guò)程和結(jié)構(gòu)間的解耦設(shè)計(jì)為高柔性和高生產(chǎn)率帶來(lái)了全新可能?！眲?dòng)子運(yùn)動(dòng)甚至還可以用作CNC或機(jī)器人應(yīng)用中的附加軸。
減少循環(huán)時(shí)間
當(dāng)你考慮到它們的動(dòng)態(tài)加速度時(shí)，智能輸送系統(tǒng)能夠顯著減少包裝循環(huán)時(shí)間，有時(shí)甚至能減少一半。“當(dāng)你將過(guò)程與機(jī)械設(shè)計(jì)分開(kāi)時(shí)，”Tarozzi解釋道，“運(yùn)動(dòng)曲線是由每個(gè)單獨(dú)的產(chǎn)品定義的，而非機(jī)器的物理限制?！?br> 盡管生產(chǎn)速度大大提高，但是智能輸送系統(tǒng)并不要求包裝過(guò)程本身做出任何改變。智能輸送系統(tǒng)所做的只是優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程中各工序間的物品輸送方式。“基本上，智能輸送系統(tǒng)允許你對(duì)異步過(guò)程進(jìn)行同步，”Tarozzi總結(jié)道。“具有不同循環(huán)時(shí)間的眾多不同生產(chǎn)任務(wù)匯集在一起，形成一個(gè)連續(xù)的過(guò)程?！?/p>
磁性動(dòng)子可以非常輕松地被裝上或拆下軌道
動(dòng)子可以用作CNC或機(jī)器人應(yīng)用中的附加軸
每個(gè)動(dòng)子都可以變速，停止甚至向后運(yùn)動(dòng) – 彼此之間相互獨(dú)立。
快速換型
“高生產(chǎn)速度非常好，但是對(duì)于我們所說(shuō)的那種柔性生產(chǎn)和改進(jìn)OEE而言，你還需要將它與快速換型相結(jié)合，”Tarozzi指出。智能輸送系統(tǒng)有兩種有助于加速換型的方式。一方面，你可以以軟件映射的方式實(shí)現(xiàn)大部分換型工作。另一方面，你可以非常輕松地在軌道上添加或移除磁力輸送裝置。
高可靠性
智能輸送系統(tǒng)還可以大大簡(jiǎn)化機(jī)器架構(gòu)。通過(guò)使用簡(jiǎn)單有效的軟件配置取代機(jī)械結(jié)構(gòu)，可以消除電機(jī)驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)鏈、皮帶和齒輪。因此，維護(hù)成本急劇下降。
成本透明
“一些公司在猶豫是否嘗試新技術(shù)，因?yàn)閷?shí)施成本很難預(yù)測(cè)，”Tarozzi解釋道。然而，通過(guò)使用貝加萊智能輸送系統(tǒng)，這不是一個(gè)問(wèn)題。“我們提供的仿真工具甚至可以將同步的機(jī)器人考慮在內(nèi)。”
SuperTrak仿真工具甚至考慮到了機(jī)器人同步
這樣可以對(duì)軌道需要看起來(lái)像什么進(jìn)行仿真，從而能夠通過(guò)使用智能輸送系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有的包裝過(guò)程。機(jī)器操作員可以明確軌道需要多長(zhǎng)以及需要多少穿動(dòng)子。仿真工具甚至還可以用于執(zhí)行虛擬試生產(chǎn)?！斑@樣可以通過(guò)智能輸送系統(tǒng)非常輕松地提高資產(chǎn)效率，”Tarozzi說(shuō)道。