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    良好的規(guī)劃、模塊化的設(shè)計以及最新的運動控制、機(jī)器視覺和軟件方法等將帶來更小巧的機(jī)器、更快的轉(zhuǎn)換時間以及更高的生產(chǎn)率。      雖然包裝過無數(shù)產(chǎn)品的各種包裝機(jī)械并不算是新事物，但是當(dāng)今的自動化技術(shù)提供了一個全新的包裝率水平。大部分以前的自動化局限于一種架構(gòu)，它通過由主電機(jī)驅(qū)動的大型機(jī)械動力軸、動力設(shè)備和執(zhí)行器來完成各種包裝功能。這些所謂的第一代包裝機(jī)不能提供或提供很少的變速操作。這樣，術(shù)語“自動化孤島”同樣具體地形容了包裝線。    現(xiàn)在的情況已大不相同。當(dāng)今的第三化包裝機(jī)都是電動的，它具有伺服控制并通過先進(jìn)的性能如電子傳動裝置和凸輪系統(tǒng)將多軸運動緊密地同步化。這個演變過程中至少還插入一個階段——第二代的混合包裝機(jī)，它大部分運用機(jī)械自動化，但在一些關(guān)鍵的運動插入伺服控制。第二代包裝機(jī)擁有很大的安裝基礎(chǔ)，并仍在許多應(yīng)用中處于統(tǒng)治地位。 規(guī)劃非常重要      任何一個包裝線自動化項目必須從一個整體的規(guī)劃開始。Dan Throne, Bosch Rexroth 公司電氣驅(qū)動和控制業(yè)務(wù)部門的食品和包裝行業(yè)經(jīng)理，建議一個3步的規(guī)劃，它聚焦于決定項目的需要、選擇正確的自動化伙伴以及評估長期的目標(biāo)和成本。       Throne 將生產(chǎn)量、精度和轉(zhuǎn)換時間列為主要參數(shù)，用于衡量所需要的自動化水平，包括包裝線的總體布局和用于處理指定成套產(chǎn)品的生產(chǎn)線數(shù)量。這需要OEM和自動化伙伴。他推薦在選擇OEM之前選擇自動化伙伴，從而保證與最新技術(shù)和控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面的專家保持緊密的聯(lián)系。     Forte Industries （Mason,OH）,一個專門從事改進(jìn)供應(yīng)鏈分配操作的知名專業(yè)公司，也強(qiáng)調(diào)整體的規(guī)劃和多步驟的方法使自動化方案獲得成功?！爸匾曣P(guān)鍵的業(yè)務(wù)需求。了解你的生產(chǎn)過程、生產(chǎn)量及相關(guān)事項?？刂频膹?fù)雜性與過程的復(fù)雜性緊密相關(guān)?！盕orte公司的系統(tǒng)顧問David Gealy這樣說。    Bill Tyng, Forte公司的另一個顧問，建議要檢查產(chǎn)品的可變性和生產(chǎn)過程中的瓶頸。這些預(yù)備工作有助于評估包裝線的數(shù)量及體積要求等。一個自動化項目應(yīng)按照概念設(shè)計和細(xì)節(jié)設(shè)計的典型步驟進(jìn)行——據(jù)此來鑒別供應(yīng)商和發(fā)布用于報價的投標(biāo)書——接下來的工作由所選的廠商實現(xiàn)。     同樣，Omron Electronics的傳感器市場經(jīng)理David Grimmett說：“包裝線的自動化必須強(qiáng)調(diào)公司的業(yè)務(wù)需求以及純粹的技術(shù)問題。”他認(rèn)為，用于自動化的成本需要5至10年的時間才能證明是合理的。“自動化的目標(biāo)在于更快的投運以及用于短期生產(chǎn)的產(chǎn)品的快速轉(zhuǎn)換。”      對于自動化系統(tǒng)的集成人員來說，在向客戶發(fā)貨之前，在中央實驗室中建立原型生產(chǎn)線進(jìn)行演示，這是正常的。 選擇結(jié)構(gòu)     PLC仍然在包裝線所有控制結(jié)構(gòu)中占統(tǒng)治地位，然而基于軟件和基于PC的控制呈上升趨勢。Omron的Grimmett認(rèn)為，PLC對PC的比例約是80對20。Bosch Rexroth也有相同的觀點。對于前兩代包裝機(jī)的大量安裝基礎(chǔ)，估計基于PLC的結(jié)構(gòu)仍保持勝過運動控制類型的結(jié)構(gòu)，其比例大概為70比30。     Forte Industries的Tyng認(rèn)為，控制結(jié)構(gòu)的類型取決于誰將支持這個系統(tǒng)。一些用戶對于PLC有著特別的偏愛?！八踩Q于控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度。如果不具備支持PLC的專長，那么PC控制就是你的選擇，”他補(bǔ)充說。 直到最近，PLC結(jié)構(gòu)和HMI特性相結(jié)合在包裝機(jī)領(lǐng)域中才比較明顯。     “現(xiàn)在對于全電氣化的機(jī)器，伺服控制的內(nèi)容非常重要，以致用戶主要關(guān)心這樣的問題，例如`我應(yīng)該使用哪種運動控制器？`或`控制器需要哪些接口？`”Bosch Rexroth公司的Throne說，PLC已成為可用于這一類全電氣化機(jī)器上的附加選擇，被降級到完成相對次要的控制任務(wù)?！暗玃LC仍然是滿足客戶提出的技術(shù)規(guī)格和要求的控制器”，他進(jìn)行補(bǔ)充。Elau Inc.——專門從事控制第三代包裝機(jī)解決方案的自動化技術(shù)公司——強(qiáng)調(diào)在過去的5年中注重包裝自動化是提高各種不同機(jī)器生產(chǎn)量的原因。成功來自于使用伺服控制，在同一個處理器上集成IEC61131-3運動和邏輯控制以及OMAC（Open Modular Architecture Controls開放、模塊化結(jié)構(gòu)控制）Plug-and-Pack Guideline（即插即封裝導(dǎo)則）的各種不同的創(chuàng)新部件。 運動控制的作用     根據(jù)Bosch Rexroth 的經(jīng)驗，在當(dāng)前出售的包裝機(jī)中，30%～40%有伺服驅(qū)動和運動控制。令人吃驚的是，根據(jù)Throne所說，對于整個系統(tǒng)而言，第三代和第一代機(jī)器之間的成本差別相當(dāng)小。部分的原因在于前者的機(jī)械部件減少了80%，而機(jī)械部件會帶來損耗和增加維護(hù)費用。Omron的Grimmett預(yù)計在新的包裝設(shè)備中會有更高比例的伺服電機(jī)控制系統(tǒng)。     以前的包裝“自動化”典型地使用一個具有變速箱、鏈條和滑輪等的主電機(jī)來傳送動力和扭距到需要的地方。這也意味著轉(zhuǎn)換的時間需要幾個小時，例如改變紙箱包裝機(jī)上紙箱的大小?！艾F(xiàn)在使用的（到伺服電機(jī)的）編碼器反饋可以快速地調(diào)整導(dǎo)軌或其他包裝機(jī)械的功能?！盙rimmett解釋說。      出乎工程人員的想象，對增強(qiáng)的運動控制來說，幾乎沒有什么限制。在采用先進(jìn)技術(shù)的終點，有自動化的連接板，它拼接包裝材料的一個滾筒到緊鄰位置，因而操作員不需要停止機(jī)器的運行就能裝載一個新的滾筒。伺服控制還能在生產(chǎn)線的尾端幫助包裝物或瓶子進(jìn)行定向以用于檢驗或粘貼標(biāo)簽。