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Schleck享用美味的双层棒棒糖

集成智能化与运动控制功能的驱动器:源于创新型包装机器的新产品理念

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三合一方案:意大利包装机器制造商Lafer公司采用集成驱动器的自动化解决方案,显著简化了他们的机柜。该公司位于维罗纳附近,如今使用的是科尔摩根的AKD PDMM系列可编程多轴控制驱动器,该驱动器集成了PLC、运动控制器和伺服驱动器,实现了三合一的功能。


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从产品到包装到新理念机器:Paolo Fomilan Lafer
 
  基于驱动器的自动化系统与早期机器相比具有明显的优势。一方面,在早期的机器中,单独的控制器位于体积庞大的驱动器旁边,用以控制左侧的伺服驱动器。与之相反,科尔摩根AKD PDMM的机壳要小得多,使用的硬件和电缆数量都更少,而且采用集成智能控制方案的PDMM比单独的驱动器强大。Lafer的销售经理Paolo Formilan从机器制造商的角度对该方案做了评价:“科尔摩根解决方案更加智能,它以更低的成本实现了同样的性能。同时,我们节省了很多机柜空间,能够方便地集成其它轴。“

从产品理念到机器

国际食品公司Schleck采用了Lafer正在开发的“Motion-02”机器,对两种不同口味的棒棒糖进行双层包装。Paolo Formilan解释说:“这种机器尚未正式推出,但正如包装机械行业所常见的,创新的包装理念是行业发展的催化剂。”工厂在工艺初始阶段,通过旋转装置,每次在装置外壁上整理出40组棒棒糖,然后使用相邻的传送带进行传送。给料装置将糖果送到包装膜管上,薄膜管密封一旦裂开就会被更换。接下来,包装薄膜就会朝向生产线的方向烫块运动。根据存储的控制指令,完成卫生储存要求的单独包装或长串包装。该机器每分钟可以加工多达550个棒棒糖。
为了编写完整的操作程序,位于卡雷的意大利系统集成商Logitronic借助了科尔摩根自动化系统组件(KAS)独有的Pipe Network编程环境。在项目中将科尔摩根自动化系统组件作为工程工具。在机器架构设计方案中,考虑了各轴在短时间内明确清晰的逻辑关系。Logitronic的所有者Raffaele Cortese同一时间进行了机器虚拟仿真和编程。系统并没有采用复杂的步骤,而是采用了PipeNetwork拖放功能。整个系统定义一个虚拟主轴,其他各部件及所有运动之间的功能与关系都是以虚拟主轴为参考标准。另外,控制流程可以使用类似PLCopen运动控制功能块五种标准的IEC 61131-3语言,完成运动控制。

实现平滑运动的凸轮廓线

从运动控制的角度来看,Lafer的包装机器主要使用电子凸轮。使用这些配置文件,该公司可以根据网络速度调整实时穿孔和密封条运动,在使用网络速度的情况下,这些工具始终保持同步。当控制穿孔的伺服控制器是由另外一个单独的寄存控制器通过软件模块集成而来,控制器可以直接读取检测色标的色标传感器的数据。这台包装机共有八个驱动器,在复合结构中构成了两个虚拟主轴(电子轴)。因此,这一应用充分证明了基于驱动器的控制系统的优势,同时阐述了运动控制功能的应用背景,特别适用于有多个受控轴的情况,比如在Lafer机器中就有八个轴。以往成熟的IPC解决方案价格往往过高,而现在可以利用紧凑型控制器实现良好的机器性能,为低成本消费产品市场提供快速包装机器。Paolo Formilan表示:“我们可以同步到毫秒级别。”

系统可以提供实时的控制功能,因为相关设备集成在AKD PDMM中,并通过配备Power PC架构专有控制器来实现运动控制。因此,即使处理资源有限,也不会影响性能。
 
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Logitronic的Raffaele Cortese说道:“我们已经与科尔摩根合作了很长一段时间。”
  通过调节器来收集数据

AKD PDMM可编程多轴控制驱动器也是一个信号库。它通过标准输入和输出不断接收实际运动区外部的传感器信号,并收集反馈信息,以便直接在PLC驱动器中进行处理。与EtherCAT的交叉通信也是无形的,通过这样一个联系进行数据收集。Raffaele Cortese表示:“重要的不是驱动器输出中的接口数量。在进行有针对性的扩容之前,我们就采用了科尔摩根的I/O系统,所以不需要进行高成本的编程修改工作。这正是可扩展系统的优势。”
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采用由科尔摩根力矩电机驱动的两个拨盘,完成棒棒糖分离和包装。

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科尔摩根为焊接团队提供了全套嵌入式组装减速电机解决方案。
  这个系统(科尔摩根自动化系统组件)提升了驱动器技术硬件的连续性和可选择性。一方面,AKD PDMM能够将运动控制器与AKD伺服驱动器结合起来。另外一方面,这个套件扩展了引擎本身,因此机器制造商和系统集成商可以自由选择是否与已有的同步和异步伺服电机的伺服控制器连接,以及通过直线或旋转直驱电机获得额外单独的任务。这样就为完成各种驱动器任务创造了很好的条件,同时克服了控制器所面临的障碍。Lafer的机器使用了AKM同步伺服电机以及KBM无框直驱电机,确保了出色的棒棒糖分离操作效果。

结论

Lafer公司的实例表明:单一的高性能产品不足以保证小型包装机器具有良好的自动化功能。还需要采用开放的解决方案,实现各种部件的方便整合。Raffaele Cortese表示:“与系统合作伙伴的合作越来越重要,我们与科尔摩根已经合作了很长一段时间。”系统集成商和驱动技术制造商协作,可以为像Lafer这样的包装机器制造商开发新型包装理念创造更多的机会,从而帮助其产品更快地投向市场。
 

 

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作者:Ing. Fabio Massari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。依托超过七十年的运动控制设计和研发领域的专业经验,为全球OEM机器制造商提供突破性的解决方案,实现无以伦比的性能、可靠性和便捷性。凭借世界一流的运动控制技术、业内领先的品质,以及集成和定制产品的专业能力,科尔摩根助力印刷、包装、医疗、机床和机器人等行业的OEM机器制造商设计出更好的机器,获得竞争优势。

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