貼個標簽——速度與精度一個不能少

文:貝加萊工業自動化(中國)有限公司2022年第五期

導語:在每天我們的生活中,超市里琳瑯滿目的商品貨架上,或者是日化產品、醫藥等都有大量的標簽,這些標簽承載著生產企業的品牌價值主張,也包括了使用方法、配方、聯系,以及來自監管的批號、標準等信息。高品質的產品,其精致來自于每個細節,包括這些標簽的設計,精美的圖案、嚴絲合縫的標簽,讓你感受到它的精品定位,這些背后,都有著像貝加萊這樣的自動化廠商為客戶提供生產的支持。

  萊州同力是這個領域的佼佼者,他們在這個領域經營二十余年,是中國該領域最為專業的企業之一,在過去的很多年里,他們都保持著與貝加萊的深度合作。因為在他們看來,貝加萊的產品與技術正是為其設計的,其中像ACOPOSmotor這種驅動與電機一體的運動控制產品同力是行業內第一家使用的,包括滿足衛生等級的HMI、還有針對審計追蹤所需的mapp Audit模塊等,另外,貝加萊的工程師在合作中所表現出對于機器控制系統設計的精通,也使得萊州同力贊譽有加。

  相對來說,不干膠標簽通常針對高端的產品,而在這其中,回轉式的貼標機是其中的速度之王,它可以達到40,000個/小時的貼標速度,而精度也要達到±0.1mm, 并且,要有高的靈活性,因為標簽的尺寸規格、材質也在變化,這需要機器具有高靈活性來適應不同的標簽的貼標任務。

  

回轉貼標機的整體機械示意圖.png

  圖 1 回轉貼標機的整體機械示意圖

  圖1是回轉貼標機的機械示意圖,它由大圓盤及在其上的托盤、標站構成,整個托盤圍繞著圓盤旋轉,而貼標站可以多個, 并且可以是冷膠、熱熔膠、不干膠的多種形式,可以自由組合配對—根據貼標本身的需求。

  為了確保整個機器的嚴絲合縫的配合,送瓶螺桿將瓶子準確的送入、并隨著托盤旋轉,以達到比較好的貼標位置,整個過程中,需要機械機構間非常緊密的配合,高精度且穩定的運動控制。

  1 托盤工站的電子凸輪曲線

  在貼標的托盤上,瓶子會被卡到托盤的凹槽中,如果瓶子是非圓形的,那么這個托盤必須旋轉到所需貼標面(如有些瓶子是菱形或者橢圓形),因此,需要獲得一個旋轉角度使得其剛好可以作為貼標的起點,而另一方面, 這個托盤在進入貼標區域的時候,它必須與貼標頭保持線速度的一致,然后再去回零,整個過程根據貼標尺寸的變化,是一個電子凸輪曲線(CAM)位置環控制,這個就需要托盤高速跟隨主軸,并且隨著貼標尺寸規格的變化可以自動計算凸輪曲線,并獲得光滑的切換能力。圖2則顯示了每個托盤都需要進行的這個運動控制過程。

  A C OP OS系列運動控制器,本身的電子凸輪曲線(AutoCAM)能夠達到極高精度,可以規避機械的精度不足,且能夠獲得非常光滑的曲線,確保低的機械沖擊。另外,在程序實現上,可以多種靈活的觸發,編碼器、程序或時間觸發均可。

  

托盤的檢測與運動控制.png

  圖 2 托盤的檢測與運動控制

  2 送標與射標機構

  圖3是送標機構的示意圖,它是將標簽放卷、牽引、送出、裁切的機構構成,可以由多種類型的標站,采用收放卷的高速運動控制技術來保障穩定的張力,以為精準送標、切標提供保障。

送標機構.png

  圖 3 送標機構

  3 整機配置——緊湊型設計的ACOPOSmotor

 從圖4 整個機器的配置可以看到,多達3 6 個伺服電機,其高速同步性,由POWERLINK實時網絡來保障,達到百微秒級的任務周期。而另一方面采用ACOPOSmotor伺服驅動與電機一體的設計,也讓整個接線變得更少,且空間緊湊,易于機械的安裝維護?!?/p>

貼標機系統配置圖.png

圖 4 貼標機系統配置圖

  4 機器的功能性設計

  在回轉式貼標機中,針對冷膠、熱熔膠、不干膠標準可以實現自動在線監測,自由配對,機械模塊化、電氣硬件模塊化,同時軟件也實現模塊化。

  配方存儲與切換:在該機器中,由于經常需要重復生產,或者經常變化尺寸規格、材料等,工藝配方可以進行存儲并調用。

  缺瓶檢測——確保無瓶不貼標,降低不必要的標簽損耗,節省成本;自動換卷、換標、自動接標——可以實現連續生產,保持整個產線的高OEE運營狀態,并可以對OEE狀態進行計算并記錄。

  正如萊州同力董事長韓節臣先生所說:“同力機械致力于為用戶提供高性價比的專業機器設計,同力在機械與工藝方面的創新想法,都能夠經由貝加萊控制系統得以完美實現,不僅有卓越的性能,而且我們也看到了貝加萊系統在數字化方面的潛能, 雙方會繼續深度合作,在更為智能、易用的機器方面持續創新,我們對這個合作充滿信心”。



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