廣義上來說，自動化在今天這個跨行業(yè)合作時代，占據(jù)著非常重要的地位，并且日益顯示出其競爭優(yōu)勢。為了實現(xiàn)機器運轉效率更高、縮短訂貨至交貨的時間、加速產品更換，自動化解決方案的供應商、包裝機械生產商，以及消費品生產商之間的關系起著相當重要的作用。
ELAU公司就基于產品追蹤、包裝、包裝機械在不同市場區(qū)隔的發(fā)展趨勢，展開了一系列的研究。通過對北美、歐洲、日本消費品行業(yè)超過100家的企業(yè)進行調查，結果顯示：新型、復雜的包裝影響著產品的創(chuàng)新形象。在食品、飲料行業(yè)，這種趨勢更加明顯，沒有人懷疑包裝是決定商業(yè)成功的首要條件。事實上，包裝是聯(lián)系消費者和生產商的關鍵，采用不同的包裝尺寸、包裝外型、包裝質量及包裝的可用性是區(qū)分產品的重要手段。豐富的包裝設計給機器設計者和使用者都帶來了巨大的挑戰(zhàn)。
在今天來說，機器設備的柔性甚至比純粹的生產速度還要重要的多。使用者可以在一臺機器上完成多種形式的包裝、采用多種材料包裝，以及減少產品更換和重新調整機器的時間。這就是為什么ELAU公司開發(fā)了所謂的 “技術整體打包（technology packages）”，整合了模塊的硬件和軟件，在相當程度上縮短了上市時間和產品生命周期。隨著硬件控制系統(tǒng)、驅動和HMI具有可升級性，可以提供給設備生產商各種所需的系統(tǒng)要素，使它們的需求不斷得到滿足。軟件是整個系統(tǒng)的核心。ELAU公司為多種基礎功能提供了標準的軟件模塊，使機器設備生產商擺脫了重復的機器創(chuàng)新過程，而是專注于產品增值和個性化的包裝。不僅設備更新越來越快，而且軟件在不同的項目上將會越來越一致。
經典案例體驗自動化技術優(yōu)勢
有著45年枕式包裝經驗的Cavanna公司，現(xiàn)在開始朝后段包裝方向發(fā)展。在合作伙伴ELAU公司的支持下，他們在2005年interpack展會上推出了一系列裝盒技術。
Cartesio是一個全新品牌，是由Cavanna公司機器人技術分公司在包裝系統(tǒng)上采用了機器人技術研發(fā)而成的。這款裝盒機在包裝巧克力棒的前、后段包裝生產線上完美整合了全自動技術，包括同步進行的機器人技術控制板控制成型、編索引、整理、填充、封口和將封裝好的巧克力棒以18個一箱完成裝箱和封箱。
革新的方法
Cavanna公司決定采用標準組件組合的方法，將以前分別單獨運作的機器完成的成型、填充和封口操作整合到一套獨立的工作設備上。經過整合后的設備在沒有影響實際功能的基礎上確實減少了整體占地面積（現(xiàn)在只需5000毫米x2000毫米x2000毫米）。
由于生產線前段可以達到600塊/分鐘的給料速度，整個系統(tǒng)配置了具有4分鐘產品存儲能力的、一進一出的立式緩沖器系統(tǒng)。傳送帶將產品傳送到產品整理道上，由于采用了Cartesio Model G35機器人控制板，實現(xiàn)了連續(xù)給料并且保證了每個巧克力之間的間距均勻。
第一個機器手可以完成拾起和4個紙盒的成型操作，然后將成型完畢的盒子放到由兩個伺服驅動控制的鏈式傳送帶上。巧克力棒通過排成一圈的桶狀物供給，然后傳送到機械傳送臺。與此同時，第二個機械手拾起巧克力棒，進行整理，然后，將巧克力棒分別同時放到4個箱子里，每個箱子豎直排放3層。第三個機械手采用了可更換的頭，分別進行紙盒封口和熱粘貼操作。每個機械手上安裝了3個伺服軸，分別以50轉/分鐘、25轉/分鐘和33.3轉/分鐘的速度在兩個操作臺之間同時運行。
功能性與自動控制
機器人控制臺是由ELAU公司的PacDrive系統(tǒng)實現(xiàn)自動化的，該操作臺采用了16個伺服驅動、驅動器和一個單軸，并且整合了PacDrive C400自動化控制器。PacDrive系統(tǒng)比普通的PLC、機械裝置和機器控制器都更具技術優(yōu)勢而且更省錢。
傳統(tǒng)上來說，機器供給系統(tǒng)要求每個機械手都需要配備一個機器控制器。采用ELAU公司的技術可以使Cavanna公司僅僅通過在PacDrive自動化控制器的運轉系統(tǒng)中配備符合操作程序的IEC 61131-3軟件，即可實現(xiàn)機器運轉。該項重大突破將包裝商從繁瑣的軟硬件學習和操作過程中解放出來。
機器人軟件是ELAU公司IEC軟件模塊的一部分。ELAU公司的技術支持所有的IEC語言程序，也可以將它們集合使用，以在應用程序中發(fā)揮其最大的優(yōu)勢。例如：ELAU功能模塊（FBs）就包括結構版本識別碼（Structured Text (ST) code）和復雜的運算法則，可以使它們功能更強大，速度更快。
ELAU公司的程序結構，連續(xù)功能圖表（Sequential Function Chart (SFC)）提供了繪畫功能、便于理解和測試機器運轉狀態(tài)功能等。梯形圖（Ladder Diagram (LD)）和功能模塊簡圖（Function Block Diagram (FBD)）在接下來的PLC功能中都可以體現(xiàn)出來。由此，ELAU公司的程序結構的良好功能為Cavanna公司提供了可執(zhí)行、高效、形象化、多功能的軟件操作系統(tǒng)。
PacDrive的硬件系統(tǒng)在配合軟件策略的過程中也起到了決定性的作用。普通的以PLC為基礎的控制系統(tǒng)是通過控制軟件的運轉來優(yōu)化的，而ELAU 公司的PacDrive是以耐用的、嵌入式的奔騰M處理器為基礎來操縱精確的計算、文件處理和復雜的軟件結構。
包裝自動化系統(tǒng)的精華所在
高速運轉的機器需要配備充滿活力的伺服系統(tǒng)。ELAU 公司的PacDrive的自動化系統(tǒng)提供了低慣性、配以高級編碼器的不帶電刷的伺服驅動，以及能夠與伺服驅動相通且易于安裝的電子芯片。
PacDrive的自動化系統(tǒng)提供了如下優(yōu)勢。
1.高動態(tài)的伺服電動機提供了完全、單轉或多轉的高分辨率編碼器；
2.廣泛的測試和可不斷升級的包裝自動化軟件，減少了軟件開發(fā)的時間；
3.整合了功能強大的驅動能力和在單一處理器上的邏輯控制能力，優(yōu)化了整個操作系統(tǒng)；
4.程序結構可以采用所有的IEC程序語言，以實現(xiàn)在單一操作中發(fā)揮最大優(yōu)勢；
5.軟件開發(fā)、參數(shù)確定和軟件維護只需考慮包裝的單一環(huán)境；
6.采用標準數(shù)據(jù)線傳輸（Profibus DP Master/Slave 12MB, CAN 2.0a or CanOpen）；
7.高性能、功能強大的奔騰處理器；
8.配有1ms高分辨率的8通道示波器；
9.整合的數(shù)據(jù)日志通過文本模式顯示診斷；
10.通過串行或以太網TCP/IP、Modbus RTU實現(xiàn)連通性；
11.一個或多個PacDrive 控制器可以通過以太網聯(lián)接到一個或多個HMI；
12.電動機標示牌可以通過簡單的發(fā)動機更換實現(xiàn)自動識別；
13.所有具體的診斷信息可以通過SERCOS公務波道完全得到。
軟件系統(tǒng)影響機器人和機械傳動技術
從根本上來說，非定制的、模塊的軟件結構比起程序編輯來說有很多質量方面的優(yōu)勢。對于受限制的行業(yè)包裝來說，可重復使用、測試過的軟件模塊簡化了的FDA的認證工作。在不同的設備上采用同樣的軟件模塊可以減少工程師再學習的周期，并且可以節(jié)省用戶的資金投入。
ELAU公司已經為全球25000臺包裝機械進行了自動化升級，他們熟知軟件模塊，并且可以為包裝生產進行軟件模塊的優(yōu)化。機器人包裝技術為用戶提供了廣受歡迎的共通性，這使得Cavanna公司的用戶可以放心地認定，所有采用了機器人控制板的設備都是建立在一個標準的軟件模塊上的。例如，在機器人碼垛設備上，它們會有相似的外形和運轉過程。
由于有了ELAU公司的結構化的開發(fā)框架，機器人技術管理模塊可以被用在機械運轉的應用軟件上。一旦運轉機械裝置已經選定，機器人就是參數(shù)化的，并且能夠和傳送帶及其他內部控制軸同時運轉。所有復雜的運轉運算法則就通過機器人軟件模塊自動計算出來。對于ELAU的用戶來說，不需要調整普通機械軟件，就可以輕而易舉地替代原有的機器人模塊。
機器人管理模塊包括智能化的工具中心點（tool center point (TCP)）提速系統(tǒng)控制，以保證離心力在機器抓手能夠控制產品的范圍內。每一個自動機械軸可承受的速度自動被調節(jié)，以保證TCP加速度不會超出范圍。在停工之后，機器人運動仍然可以保持同步，以便當機器人重啟后仍然可以從它停止的地方繼續(xù)工作。因此，就算在機器崩潰或停止時，也可減少停工時間。如果需要，診斷信息也隨時可以獲得。
將機器人技術集成進包裝系統(tǒng)正在越來越普遍化。由于Cavanna公司抓住了模塊處理方法，再加上ELAU公司提供的技術可以使包裝商順利采用機器人技術，因此就不會受到第三方的機器人供應商的限制。
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