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贴个标签-速度与精度一个不能少

供稿:贝加莱工业自动化(中国)有限公司

  • 关键词:贝加莱,ACOPOS,运动控制器
  • 摘要:在每天我们的生活中,你在超市里都会看到琳琅满目的商品在货架上,或者在日化产品、医药等都有大量的标签,这些标签承载着生产企业的品牌价值主张,也包括了使用方法、配方、联系,以及来自监管的批号、标准等信息。高品质的产品,其精致来自于每个细节,包括这些标签的设计,精美的图案、严丝合缝的标签,让你感受到它的精品定位,这些背后,都有着像贝加莱这样的自动化厂商为我们提供生产的支持。

在每天我们的生活中,你在超市里都会看到琳琅满目的商品在货架上,或者在日化产品、医药等都有大量的标签,这些标签承载着生产企业的品牌价值主张,也包括了使用方法、配方、联系,以及来自监管的批号、标准等信息。高品质的产品,其精致来自于每个细节,包括这些标签的设计,精美的图案、严丝合缝的标签,让你感受到它的精品定位,这些背后,都有着像贝加莱这样的自动化厂商为我们提供生产的支持。


莱州同力是这个领域的佼佼者,他们在这个领域经营二十余年,是中国该领域最为专业的企业之一,在过去的很多年里,他们都保持着与贝加莱的深度合作。因为在他们看来,贝加莱的产品与技术正是为其设计的, 其中像ACOPOSmotor这种驱动与电机一体的运动控制产品同力是行业内第一家使用的,包括满足卫生等级的HMI、还有针对审计追踪所需的mappAudit模块等,另外,贝加莱的工程师在合作中所表现出对于机器控制系统设计的精通,也使得莱州同力赞誉有加。


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相对来说,不干胶标签通常针对高端的产品,而在这其中,回转式的贴标机是其中的速度之王,它可以达到40,000个/小时的贴标速度,而精度也要达到±0.1mm,并且,要有高的灵活性,因为标签的尺寸规格、材质也在变化,这需要机器具有高灵活性来适应不同的标签的贴标任务。


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图1-回转贴标机的整体机械示意图


图1是回转贴标机的机械示意图,它由大圆盘及在其上的托盘、标站构成,整个托盘围绕着圆盘旋转,而贴标站可以多个,并且可以是冷胶、热熔胶、不干胶的多种形式,可以自由组合配对—根据贴标本身的需求。


为了确保整个机器的严丝合缝的配合,送瓶螺杆将瓶子准确的送入、并随着托盘旋转,以达到比较好的贴标位置,整个过程中,需要机械机构间非常紧密的配合,高精度且稳定的运动控制。


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图2-托盘电机的安装


为了让每个托盘都可以适应于各种瓶型,托盘均采用伺服电机进行角度和位置的调整-在机器上,多达45个甚至64个伺服系统来进行定位控制。由于机器空间紧凑,因此,采用了贝加莱的“背包电机”—它将伺服驱动器和电机集成于一体的ACOPOSmotor,它体积小,且支持多圈绝对值编码器,记忆多圈位置。


托盘工站的电子凸轮曲线

在贴标的托盘上,瓶子会被卡到托盘的凹槽中,如果瓶子是非圆形的,那么这个托盘必须旋转到所需贴标面(如有些瓶子是菱形或者椭圆形),因此,需要获得一个旋转角度使得其刚好可以作为贴标的起点,而另一方面,这个托盘在进入贴标区域的时候,它必须与贴标头保持线速度的一致,然后再去回零,整个过程根据贴标尺寸的变化,是一个电子凸轮曲线(CAM)位置环控制,这个就需要托盘高速跟随主轴,并且随着贴标尺寸规格的变化可以自动计算凸轮曲线,并获得光滑的切换能力。图3-则显示了每个托盘都需要进行的这个运动控制过程。


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图3-托盘的检测与运动控制


ACOPOS系列运动控制器,本身的电子凸轮曲线(AutoCAM)能够达到极高精度,可以规避机械的精度不足,且能够获得非常光滑的曲线,确保低的机械冲击。另外,在程序实现上,可以多种灵活的触发,编码器、程序或时间触发均可。


送标与射标机构

图4是送标机构的示意图,它是将标签放卷、牵引、送出、裁切的机构构成,可以由多种类型的标站,采用收放卷的高速运动控制技术来保障稳定的张力,以为精准送标、切标提供保障。


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图4-送标机构


如图4为标签的收放卷机构,其放卷必须确保与大盘同步,并能够进行补充调整,而收卷则采用扭矩控制模式,带摆辊的方式。通常送标带色标的方式,送标控制由电子凸轮控制及锁标(LATCH)功能配合完成,确保能够精准而又平稳的送标过程。在这个过程中,必须对色标、主轴编码器信号进行微秒级的预测和延时处理,以确保高速中的信号实时同步。


整机配置-紧凑型设计的ACOPOSmotor


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图5-贴标机系统配置图

从图5整个机器的配置可以看到,多达60个伺服电机,其高速同步性,由POWERLINK实时网络来保障,达到百微秒级的任务周期。而另一方面采用ACOPOSmotor伺服驱动与电机一体的设计,也让整个接线变得更少,且空间紧凑,易于机械的安装维护。


机器的功能性设计

在回转式贴标机中,针对冷胶、热熔胶、不干胶标准可以实现自动在线监测,自由配对,机械模块化、电气硬件模块化,同时软件也实现模块化。

配方存储与切换:在该机器中,由于经常需要重复生产,或者经常变化尺寸规格、材料等,工艺配方可以进行存储并调用。

缺瓶检测-确保无瓶不贴标,降低不必要的标签损耗,节省成本;

自动换卷、换标、自动接标—可以实现连续生产,保持整个产线的高OEE运营状态-并可以对OEE状态进行计算并记录。


正如莱州同力董事长韩节臣先生所说“同力机械致力于为用户提供高性价比的专业机器设计,同力在机械与工艺方面的创新想法,都能够经由贝加莱控制系统得以完美实现,不仅有卓越的性能,而且我们也看到了贝加莱系统在数字化方面的潜能,双方会继续深度合作,在更为智能、易用的机器方面持续创新,我们对这个合作充满信心”。



发布时间:2022年4月7日 12:36  人气:   审核编辑(王静 )
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