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科尔摩根直驱技术助玻璃加工机器制造商勾勒更美好的未来

通过联合研发,可以帮助玻璃加工制造商减少传动系统的部件数量,实现优化性能,达到更高的精度。

 

 
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鸡尾酒杯是用丝网印刷标识和广告最常用的媒介。Tecno5是一家为玻璃制品设计并制造多色丝网印机器及配件的全球领先企业。自1986年成立至今,Tecno5始终在发展与壮大。它的产品出口至全球45个国家,出口量占总产量的90%。作为Cerve集团内的技术创新者,Tecno5能设计、制造、并安装多种机器,从基本的4色机器到全自动8色机器,专业从事在各种形状的玻璃容器上进行丝网印。
 


丝网印玻璃产品新颖独特、色彩斑斓、优雅别致,闪亮的外表适用于各种品牌宣传,有助于提高品牌知名度,增强销售点购买的影响力。饮料公司就非常了解采用丝网印工艺的圆柱形、圆锥形和曲线形玻璃制品的诸多优点。丝网印玻璃制品还在香水行业用作宣传性物件和香水容器,在上面印刷精美的品牌徽标和型号标签。随着对具有吸引力的设计不断增长的需求、质量标准的不断提高,以及对更高生产率的追求,丝网印工艺的运动控制技术也需要更加精确、快速、灵活,而重中之重是要提升协调能力。位于意大利帕尔马的Tecno5公司选择科尔摩根作为其伺服和机器控制技术的联合研发伙伴,致力于为其最新一代的RX-9011自动高速丝网印刷机解决上述难题。

 
在这种创新型机器中,使用若干个同步直接驱动电机轴取代了传统的机械传动系统部件。通过采用这种紧密协调的多轴技术,使Tecno5达到了最高的专业工程水准,获得了多方面的优势,强化了对客户的产品主张。Tecno5首席执行官Michele Tirelli解释说,由于减少了机械耦合部件,使需要更换的部件数量减少,显著缩短了产品更换过程中的停运时间。”
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从早期开发阶段便与科尔摩根携手:Tecno5首席执行官Michele Tirelli和开发经理Rucco Paolo(右)。
  不仅机电部件数量减少,而且电子运动控制器还可以计算机器设置参数,这带来了其他一些优势:比如,因为不使用动力传输元件,整体操作噪音更低,机器部件的净重量更轻。开发经理Rucco Paolo表示:“我们的新型RX-9011打印机采用了科尔摩根的直接驱动技术,降低了机器振动,运行速度因而大幅提升,同时准确度也提高了。”在RX-9011的设计中,Tecno5采用科尔摩根的旋转直接驱动伺服电机来定位丝网印工艺过程中的玻璃件。电机配备了全套的伺服驱动器和运动控制器。

在实现良好动力和动态性能的同时,没有产生不良影响

科尔摩根从开发的早期阶段就开始优化丝网印机器,采用直接驱动技术只是方案的诸多优势之一。科尔摩根的Cartridge ® DDR系列模块化直驱电机提供了一如既往的动力和动态性能。同时,借助特殊的电磁直接驱动设计方案,转矩密度相对传统的同尺寸伺服电机提升了50%。CDDR模块化直驱电机直接驱动玻璃器或瓶子的定位轴,对其进行精确转动定位,使Tecno5丝网印刷机能够涂印多种颜色。Tirelli说:“我们制造的第一批机器达到了出色的动态性能,提高了印制速度。其次,我们不需要为了适应印制部件的要求而更换任何齿轮或工具,机器设置简便快捷。第三,通过增强转矩和速度功能,我们现在达到了非常高的控制精度,以及异常出色的印刷图像质量。Tecno5希望能继续利用科尔摩根的旋转直接驱动伺服电机来开发印刷技术。”

安装速度更快

这一新改良机器的另一个优势在于:经过UL认证的CDDR模块化直驱电机不需要使用轴承和联轴器,在半小时内就可以安装并准备就绪。只需将电机推送到从动轴上,用螺栓把电机外壳固定在机器上,用特定力矩锁紧内部联轴器即可抱紧电机轴,完成安装。对此,Tirelli非常满意:“直接驱动电机安装简便,提高了运行速度,从而提升了相关设施的可用度 - 使我们更加有竞争力。这是通过与科尔摩根应用工程师协作达到的良好效果。”Paolo说:“我们紧跟系统开发的步伐,我们授权的系统集成商也需要朝着相同的方向努力。随着产品上市周期不断缩短,尤其是在包装行业,消费产品需要适时推陈出新,像我们这样的机器制造商面临很大的压力。从酝酿初始的产品理念到最终产品走上超市货架,这中间的时间周期越来越短。因此,包括Tecno5在内,各个原始设备制造商都将越来越倚重创新、可靠的联合研发合作伙伴。”

系统可以实现实时控制功能,因为相关设备集成在AKD PDMM可编程多轴伺服控制器中,并通过采用Power PC架构的专有控制器来实现运动控制。因此,有限的处理资源不会影响设备性能。
 
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Cartridge DDR模块化直驱电机与驱动轴直接相连,对玻璃制品进行定位。这样可以减少对传动系统部件的需求,同时节省空间、减轻重量
  可以方便地绘制曲线

高速Tecno5机器每分钟可以印制多达90个玻璃制品,在圆形、平面和椭圆表面印出八种颜色。借助科尔摩根的AKD®系列伺服驱动器和科尔摩根自动化系统组件™ (KAS)运动控制平台,可以创建电子凸轮运动轮廓,对直线和旋转轴进行精密控制。Paolo说:“我们可以在软件程序中创建轮廓和曲线,不需要使用复杂的算法,这样一来,KAS的作用就像是一个灵活的黑匣子,我们可以用它来做任何事情。”

 
 
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因为采用了直接驱动以及其它先进技术,Tecno5的RX-9011玻璃丝网印机额定速度可以达到每分钟90个。

在联合研发过程中,AKD伺服驱动器机柜被直接安放到机器中,靠近AKM同步伺服电机,这些电机和驱动器机柜围绕机器内部中心轴排列成环形。这些都用标准电机和驱动器进行实现,它们不需要进行额外的结构或保护调整。因为AKD系列产品具有非常出色的动力和控制性能,可以在很小的体积内实现上述目标,所以能够将整个机器的尺寸控制在最低限度。这一别出心裁的联合研发设计理念为其它印制工艺的运动和机器控制解决方案奠定了基础,能够满足小机柜和有限空间的应用要求。丝网印刷机总共有27个伺服内插轴,通过EtherCAT实现严格的同步化。因为采用了以太网型通信功能,所以AKD伺服驱动器可以快速方便地集成到任何应用系统中去。借助众多其它开放接口,可以在多种机器控制协议中实现即插即用操作。Tecno5使用科尔摩根自动化系统组件提供互联网连接服务和支持,并可以对生产数据进行远程监控,从而进一步提升服务效果。

展望

通过与科尔摩根的合作,及使用科尔摩根自动化系统组件,Tecno5正在为其下一代丝网印刷机集成电子图像处理功能。视觉系统将判别罐子和瓶子进入机器时的位置,然后在所需位置激活基于伺服电机的视觉功能。现在的解决方案是机械配准法,这种方法需要使用特殊的工具卡入到每个玻璃容器底部的模制槽内。新系统将减少对机器的机械干扰,并进一步提高处理速度,缩短设置时间。其它成果还包括:用于丝网和滚轴垂直定位的伺服辅助控制器,以及用于双重圆柱剖面的多重丝网印头(比如体颈瓶)。Tirelli说:“能够为我们的机器增加这些新功能完全得益于科尔摩根的运动控制产品。”

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在科尔摩根自动化系统组件中的人机界面会显示所有厂房工艺过程。Tecno5
的技术人员Maximiliano Bigliardi非常热衷于该驱动及自动化解决方案。
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AKD伺服驱动器带有EtherCAT通信功能 - 紧凑的结构使机柜更小。


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作者:

Ing.Luca Nielsen,科尔摩根意大利

 

 

 

关于科尔摩根

 

科尔摩根(Kollmorgen)是全球领先的运动控制系统和配件供应商。凭借七十多年的运动控制设计与开发专业经验,科尔摩根公司提供的突破性解决方案便捷可靠,性能无与伦比。科尔摩根拥有世界顶尖的运动控制理念、业内领先的产品质量、以及集成和定制产品的专业能力,致力于为设备制造商创造毋庸置疑的市场竞争优势。

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