Технологія приводу Yaskawa для пакувальних машин

Процеси пакування надзвичайно складні: машини повинні завантажуватися автоматично як пакувальним матеріалом, так і відповідними продуктами. Системи автоматизації повинні виконати ряд завдань, перш ніж готовий пакет зможе покинути машину. Процеси, пов’язані з підготовкою та власне процесом пакування, вимагають великої кількості потужних сервосистем, яким часто також доводиться злагоджено співпрацювати з робототехнікою, що забезпечує подачу і позиціонування продуктів. Тому надзвичайно важливо, щоб можна було керувати різними компонентами автоматизації за допомогою одного контролера. В такому випадку інженер-програміст може повністю сконцентруватися на додатку, не турбуючись про технологічні особливості різних систем.

ESATEC, французька компанія, яка спеціалізується на пакувальних машинах, розробила високогнучку пакувальну машину у формі Turbomailing. Ця машина здатна розміщувати та склеювати майже будь-які тверді та еластичні вироби, будь то попередньо нарізані або з  рулону, на будь-який носій або картонний лист, а потім складати в контейнери. Сюди входять, наприклад, зразки парфумерії чи косметики, подарункові картки, Blu-ray та DVD, а також пакетики для порошку, рідин або їжі. A2C, материнська компанія ESATEC, вже використовує цей тип пакувальної машини Turbomailing на своєму заводі в Пуймоєні поблизу Ангулема, Франція. Компанія спеціалізується на пакувальних операціях для косметичної та харчової промисловості і завдяки своїй техніці здатна надзвичайно швидко реагувати на найрізноманітніші вимоги клієнтів.

Індивідуальні упаковки зразків парфумерії та косметики

У Пуймоєні нова машина ESATEC використовується для індивідуального пакування зразків косметики та парфумів для використання в рекламних акціях. Різні режими роботи дозволяють вмістити до трьох різних зразків на одному носії, а також, за необхідності, поєднувати їх з інструкціями. Зразки та носії спочатку подаються в машину на конвеєрній стрічці фрикційним самонакладом. Чотиривісний дельта-робот і додатковий запатентований п'ятивісний пристрій подачі і позиціонування розміщують зразки на носії, який згинається двічі або тричі. Залежно від специфікації продукту, таким чином за годину створюється від 6000 до 10000 високоякісних пакувальних одиниць. Таким чином, тривалість циклу є надзвичайно короткою, що підтверджує доцільність використання сервоприводу. Тому Yaskawa була вибрана як для робототехніки, так і для сервосистем з ряду причин.

Швидке завантаження за допомогою роботів подачі і позиціонування

Наприклад, дельта-робот D4 від Codian Robotics, який використовується в пакувальній машині, має чотири точно керовані осі, що робить його ідеальним для таких застосувань на вибір - він здатний розміщувати навіть найменші вироби в обмеженому просторі швидко і з точністю 0,1 мм. Незважаючи на те, що другий блок вибору і розміщення більше підходить для плоских предметів, форма виробу не має жодних наслідків для цього робота. Оснащений системою промислового зору, робот-дельта підбирає елементи будь-якої форми, які забезпечує фрикційний конвеєр. Сервоприводи серії Sigma-7 вирішують усі інші завдання приводу, пов'язані із завантаженням машини та упаковкою зразків косметики та парфумерії. Дві з цих сервосистем приводять у рух основну конвеєрну стрічку, а дві інші - забезпечують точно контрольовану відстань між зразками на фрикційному конвеєрі та переміщують п'ять осей запатентованого блоку подачі і позиціонування, а сервосистема Sigma-7 встановлена в блоці, що згинає упаковку.

Компактність, потужність та простий запуск

Причин, за якими були вибрані ці приводні системи, було багато. Наприклад, при розробці сервоприводів серії Sigma-7 основна увага приділялася таким характеристикам, як швидкий пуск, висока виробнича потужність та максимальна експлуатаційна надійність, що дало ряд переваг розробникам пакувальної машини. Регульовані серводвигуни змінного струму мають потужність від 50 Вт до 15 кВт при напрузі живлення 200 і 400 В та надзвичайно компактні розміри, і вони дуже тихі під час роботи. Серія включає вузькі одно- і двовісні підсилювальні модулі на 200 В або 400 В в компактному дизайні. Їх можна легко розмістити в шафі керування, і їх легко можна зв’язати по мережі. Це спрощує необхідні монтажні роботи. Також є ще одна перевага щодо простору: при температурі навколишнього середовища від -5 °C до + 55 °C додаткове охолодження не потрібно. Сервоприводи можуть похвалитися вражаюче високою роздільною здатністю (вбудований 24-бітний абсолютний енкодер), високою динамікою, а також такими функціями, як гасіння вібрації, гасіння частот резонансу машини та не потребують налаштування для простого запуску.

Компактний контролер для сервоприводів та роботів

Сервосистемами та дельта-роботом можна керувати за допомогою одного контролера. Це стає можливим завдяки компактному контролеру машини MP3300iec RBT, який використовується у програмі Turbomailing. Yaskawa порекомендувала його французькому виробнику пакувальних машин, насамперед, завдяки стандартизованому програмуванню додатків із використанням одного програмного інструменту зі стандартними функціональними блоками PLCopen та специфічними для Yaskawa, які доступні безкоштовно та значно спрощують системне програмування. Інтегровані функції також включають засоби візуалізації, системи камер, відстеження конвеєрів та набір інструментів для підтримки G-коду, на додаток до багатьох інших функцій. Інженери-механіки можуть навіть використовувати це рішення для застосування роботів без необхідності в програмувальному пристрої (навчальний ящик) або власній мові програмування роботів. Послідовність переміщення окремих осей робота обчислюється в мікропрограмі контролера і передається на контролер робота. Таким чином, програміст може зосередитись на застосуванні, не турбуючись про основну складну технологію.

Сервосистеми також можна програмувати в тому ж стандартизованому програмному середовищі. Завдяки шині реального часу Ethernet Mechatrolink III компактний контролер полегшує синхронізацію роботів та сервосистем. Контролер руху по-справжньому починає керувати процесом в поєднанні з сервосистемами Sigma-7: таким чином можна контролювати до 62 реальних та 2 віртуальних осей. Окрім основних даних процесу, сервосистеми також надають контролеру інформацію про свій стан (наприклад, аналіз вібрації). Ці дані дозволяють робити висновки про стан всієї системи та дозволяють ефективно планувати технічне обслуговування. В цілому, це забезпечує найкращі умови для складних застосувань з переміщення і позиціонування, таких як описана пакувальна машина.

Більше інформації - Drive Technology for Flexible Packaging Machines/