行業簡介
中國目前有包裝機械廠商3600多家,主要生產比較簡單的單機設備,高端設備主要依賴進口,只有少數國內企業能夠提供成套的生產線。今后中國包裝機械市場發展將呈現以下特點:
首先,包裝機械技術含量日趨增加。中國現有的一些包裝機械產品技術含量不高,而國外已將很多先進技術應用在包裝機械上,如遠距離遙控技術(包括監控)、步進電機技術、自動柔性補償技術、激光切割技術、信息處理技術等。
其次,包裝機械市場日趨壟斷化。目前中國除了瓦楞紙箱包裝機械和一些小型包裝機械有一定規模和優勢外,其他包裝機械幾乎不成體系和規模,特別是市場上需求量大的一些成套包裝生產線,在世界包裝市場中均被幾家大包裝機械企業(集團)所壟斷。
最后,包裝機械零部件生產專業化。國際包裝界十分重視提高包裝機械加工和整個包裝系統的通用能力,所以包裝機械零部件生產專業化是發展的必然趨勢,很多零部件不再由包裝機械廠生產,而是由一些通用的標準件廠生產,某些特殊的零部件由高度專業化的生產廠家生產,真正有名的包裝機械廠將可能是組裝廠。產品向多功能與單一、高速兩極化發展。包裝機械的最終作用在于提高生產效率和產品多樣化。
運動控制產品在包裝機上的應用主要是實現精確的位置控制和嚴格的速度同步,用于裝卸、輸送、打標、碼垛、卸垛等工序。本行業可能用到運動控制產品的包裝機械主要包括:紙箱生產線、自動包裝機、真空充氣包裝機、塑料覆膜機、復合軟包裝機、液體包裝機、包裝機器人、無人操作包裝生產設備、裝箱 / 裝瓶設備、清洗、烘干設備、成型、填充設備、封口、封蓋設備、稱量、打包設備、無菌包裝設備;主要使用3KW 以下的產品。
目前在本行業使用最多的是日本品牌的運動控制產品,包括Mitsubshi ,Panasonic ,Yaskwaw 和Sanyo 。Lenze 、Siemens和Rexroth 的產品在本行業也擁有較多的用戶。
Pilz 的 PMCprimo 簡介
Pilz公司的primo 是專門為包裝機械行業進行設計和開發的運動控制裝置。根據客戶的要求,采用PMCprimo 控制系統,或者與一個主控制系統(如PLC 、IPC )連接,自動化功能就能全面得到實現。這一點令包裝機械制造商特別感興趣。
PMC 針對機械制造行業的需求,完善了電子齒輪,電子凸輪,多軸位置綁定等運動控制軟件功能;另外伺服系統內嵌了高速的軟PLC 功能,可以完成各種高速高精度的控制要求;多軸伺服系統的網絡化以及具備高速現場總線功能的PMC緊跟伺服技術的發展趨勢。
下面是 PMC 在包裝行業的應用案例:
任務描述
在長度為100 ~ 400mm 、高度達400mm 規格的、排滿瓶子的托盤的表面上,覆蓋一層薄膜;將商標貼在瓶子的正確位置;工步速率達到100 盤 / 分鐘。
這臺機器的靈活性是通過像不同規格的托盤(長/ 高)、薄膜的長度和可調整的商標位置等參數來實現的;薄膜位置的精度可以達到1mm 。
通過 Profibus DP實現運動控制單元和PLC之間的通訊;所有參數都被轉換成公制單位;需要利用有位置功能的電子凸輪單元;可以自動識別缺少托盤的狀態,避免薄膜的浪費。
運動控制的任務
通過虛擬的主軸和8 個分散的伺服電機實現運動控制;內置的運動發生器可以根據產品的位置要求、速率輪廓、托盤和薄膜的長度等參數,計算出傳輸速率和剪切薄膜時的相關參數;依靠設定參數就可以知道所有分散的電機的運動狀況;同步運動的所有電機跟隨虛擬的主軸運動并調整各自的速度;光電傳感器測量托盤和商標的位置;利用PMCprimo 系統裝置實現一個料卷展開時的張力控制。
設備
在這個應用中,使用了個PMCprimo 16+ 和8個PMCtendo DD4 ,通過CAN 進行鏈接(PMCprimo16+ 實現了全部的PLC 功能);Pilz 提供所有的自動化產品零部件,包括面板,總線,電纜等等。
編程
編程是通過軟PLC的梯形圖編程工具和提供給運動部件的宏功能塊來實現的;編程符合IEC61131-3 。