GE Fanuc伺服系統(tǒng)在收縮包裝機(jī)上的應(yīng)用
降低成本,提高包裝設(shè)備的性能
成立于1988年的Conflex公司(威斯康辛州德國鎮(zhèn))很快就發(fā)展成為美國最大的L型自動(dòng)封切收縮包裝機(jī)供應(yīng)商之一。為了滿足市場上對于高速收縮包裝設(shè)備日益增長的需求,Conflex開始制造不僅能夠包裝冰凍比薩還能包裝CD光盤的水平式制袋-填充-封口包裝機(jī)。這些設(shè)備配備了簡單的繼電器邏輯電路,但很快就過時(shí)了,因?yàn)榭蛻魧@類設(shè)備和其它的生產(chǎn)設(shè)備提出了更高的要求,比如更快的速度,更少的手動(dòng)調(diào)整和網(wǎng)絡(luò)接入能力。
在自動(dòng)化功能的道路上邁出了前進(jìn)的一步之后,Conflex的工程師決定使用一套將設(shè)備和運(yùn)動(dòng)控制結(jié)合在一起的強(qiáng)大且易于使用的解決方案。除了提供用戶所需的高速和網(wǎng)絡(luò)接入功能,這一套由GE Fanuc提供的簡約的解決方案不僅節(jié)約了寶貴的面板空間,而且還為Conflex及其客戶在總體成本上降低了超過20%。
包裝機(jī)
“當(dāng)我們想制造一套伺服驅(qū)動(dòng)的水平式制袋-填充-封口包裝機(jī)時(shí),我們想把它弄的非常簡單,智能而且用戶友好式,“Conflex的電氣應(yīng)用工程師Mark Lorenz說:“我們也希望可以減少所需的機(jī)械調(diào)整的次數(shù)。”他還列舉了選擇自動(dòng)化產(chǎn)品供應(yīng)商的幾大要素:部件成本,技術(shù)支持是否快速到位,在該產(chǎn)業(yè)中是否擁有很好的聲譽(yù),這幾大要素使他們最終選擇了GE。
在指定了GE Fanuc的,Lorenz很高興的在開發(fā)過程的早期就發(fā)現(xiàn),S2K同樣可以執(zhí)行設(shè)備所有的邏輯功能,包括在多個(gè)“處方”中靈活選擇以包裝不同產(chǎn)品。這不僅減少了對于可節(jié)約PLC使用的面板空間的需求,還把設(shè)備的總體成本降低了數(shù)千美元并簡化了執(zhí)行過程。這不僅加快了新設(shè)備投入市場的時(shí)間,還進(jìn)一步加強(qiáng)了Conflex的競爭力。
三軸的運(yùn)動(dòng)設(shè)備配有三個(gè)S2K控制器,通過一個(gè)DeviceNet點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊。三個(gè)GE Fanuc的S系列伺服電機(jī)通過一個(gè)電子齒輪特性與一個(gè)進(jìn)料傳送帶電機(jī)相連。此外,其中一個(gè)S2K控制器通過Modbus遠(yuǎn)程測控終端與6英寸的GE Fanuc的QuickPanel Jr相連,該面板是一個(gè)緊湊度很高,實(shí)現(xiàn)了全面的圖形化且易于使用的觸摸屏人機(jī)界面。
所有設(shè)備的控制邏輯都是通過GE Fanuc的Proficy™ Motion Developer-Machine Edition軟件直接編程寫入S2K中的。“一開始,我們發(fā)現(xiàn)難度很大,因?yàn)樗褂玫恼Z言與普通的PLC或梯形邏輯有所不同”,Lorenz解釋到。“但是,當(dāng)GE Fanuc的技術(shù)支持工程師向我們展示寫設(shè)備邏輯是那么的輕松,我們就意識(shí)到我們可以用更短的時(shí)間做出一個(gè)更強(qiáng)大的產(chǎn)品。”有了GE Fanuc和銷售商所提供的深入的技術(shù)支持,Conflex才能夠?qū)Φ谝粋€(gè)設(shè)備原型進(jìn)行編程并在2天的時(shí)限內(nèi)發(fā)送到客戶的現(xiàn)場,Lorenz強(qiáng)調(diào)說GE Fanuc通常都會(huì)在一天之內(nèi)對問題做出反饋,使Conflex能夠快速的為客戶解決任何設(shè)備控制問題。
在成功使用GE Fanuc的S2K伺服的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了面板空間的節(jié)約,材料成本的降低并同時(shí)增強(qiáng)了水平式制袋-填充-封口包裝機(jī)的性能后,Conflex正在研發(fā)一個(gè)用來控制印刷套準(zhǔn)的,以S2K為基礎(chǔ)的單軸系統(tǒng)。并且無論設(shè)備是在包裝產(chǎn)品還是在打標(biāo)簽,Conflex及其客戶都將繼續(xù)利用新的伺服系統(tǒng)為客戶帶來實(shí)實(shí)在在的利益。
運(yùn)動(dòng)模塊的S2K系列:小型無刷伺服和步進(jìn)電機(jī)為獨(dú)立、集成的軟件包提供了驅(qū)動(dòng)和控制功能。
GE Fanuc的S2K系列無刷伺服和步進(jìn)模塊的特色是標(biāo)準(zhǔn)的DeviceNet通訊,全數(shù)字驅(qū)動(dòng)技術(shù),以及在獨(dú)立集成的軟件包內(nèi)提供控制能力。S2K系列包括伺服放大器,伺服控制器/放大器,以及步進(jìn)控制器/放大器-該產(chǎn)品具備用單個(gè)產(chǎn)品系列解決大部分運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)需求的靈活性,這樣不僅有助于節(jié)約時(shí)間,減少面板空間,更加快了設(shè)備投入市場的步伐-就如同Conflex一樣。
S2K系列的所有控制器都含有PROFIBUS或DeviceNet通訊。DeviceNet模塊包含符合ODVA的主/從信息服務(wù)和用于多軸獨(dú)立系統(tǒng)的點(diǎn)對點(diǎn)支持。前面板上有一個(gè)雙字節(jié)的LED,它可以以一種便利,易于記憶的形式顯示實(shí)時(shí)的診斷更新信息并報(bào)告控制器單元的DeviceNet節(jié)點(diǎn)地址。此外,S2K系列控制器還包括如下特性:
• 強(qiáng)大及靈活的多任務(wù)操作系統(tǒng)
• 電子齒輪和凸輪
• 高速套準(zhǔn)
• 二次(安裝了負(fù)載的)位置回饋
• 扭矩極限控制
• 可變有限沖擊加速和減速
• 數(shù)模I/O
使用低慣性的S系列或MTR系列電機(jī),S2K系列為設(shè)備的循環(huán)周期提供了很高的加速率。一臺(tái)S2K控制器和一個(gè)122μs的伺服回路更新和強(qiáng)大的多任務(wù)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。
對于應(yīng)用上的需求,例如組裝,電子,材料處理,半導(dǎo)體加工,紡織和包裝等都能表現(xiàn)出很強(qiáng)的性能。
此外,S2K伺服放大器既支持模擬扭矩,也支持速度命令界面,還支持脈沖/方向命令界面(便于進(jìn)行步進(jìn)替換)。S2K提供的費(fèi)用-性能平衡方案可以用最少的操作在不同選項(xiàng)之間轉(zhuǎn)換。速度和扭矩模式采用了符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的10v模擬命令界面,和GE Fanuc的DSM控制器一起使用。具備的模擬輸入功能可以動(dòng)態(tài)的在行進(jìn)中控制扭矩極限并能夠掌控一系列復(fù)雜的應(yīng)用,包括擰緊瓶蓋、螺栓,以及定位到硬停機(jī)位置。電子齒輪、凸輪具有單獨(dú)的編碼器反饋輸入,可以消除傳動(dòng)間隙造成的定位誤差。
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