在人們的生活中，各種各樣的封裝式容器應(yīng)用無(wú)處不在，如生活中最常見(jiàn)的各種液態(tài)食品、醫(yī)用消防以及各種清潔用品，而這些產(chǎn)品的生產(chǎn)都要用到灌裝機(jī)。在灌裝行業(yè)最常用的灌裝機(jī)器主要有2種工藝結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)式和跟隨式，本文主要圍繞禾川Q&R雙機(jī)組合分離式跟隨灌裝機(jī)解決方案分析。禾川R&Q雙劍合璧將為灌裝兩部注液+旋蓋的提供一種高性價(jià)比、靈活組合、高抗擾能力的柔性集成解決方案。

　　1. 智能灌裝線機(jī)器架構(gòu)與配置

　　相對(duì)于旋轉(zhuǎn)式灌裝線，跟隨式灌裝機(jī)無(wú)需底盤模具，能夠靈活的根據(jù)終端客戶要求實(shí)現(xiàn)灌裝各種不同類型的產(chǎn)品，同時(shí)通過(guò)設(shè)置多灌裝頭，可以成倍提高灌裝速度與效率。跟隨式灌裝機(jī)主要分為跟隨注液和旋蓋2大模塊，2大模塊要求獨(dú)立性較高，根據(jù)終端客戶不同的需求灌裝線的長(zhǎng)度不一，其中一個(gè)非常值得關(guān)注的問(wèn)題就是隨著灌裝產(chǎn)品容量愈大、灌裝頭數(shù)量愈多，機(jī)身的長(zhǎng)度就越長(zhǎng)，占有空間較大的長(zhǎng)方形機(jī)器不利于機(jī)器物流搬運(yùn)。因此，設(shè)備生產(chǎn)商通常將灌裝注液部分和旋蓋部分做成兩個(gè)獨(dú)立的模塊。在本方案中灌裝注液采用禾川高性能集成運(yùn)動(dòng)PAC Q1+X3EB總線伺服，旋蓋部分采用禾川升級(jí)版小型機(jī)R8A。Q&R雙模組合將為設(shè)備選擇提供一種更加靈活和更具性價(jià)比的一體化智能解決方案。

　　2.禾川R&Q系列PLC產(chǎn)品介紹

　　禾川R PLC是禾川中小型控制器的新銳，R系統(tǒng)基于M7600MHZ處理器，具備R1 R2 R8 R9 RS RJ 六種類型，R系統(tǒng)擁有總線、串口等多種常用通訊，支持MODBUS TCP主從站功能、本地右擴(kuò)展模塊支持、本體高速輸入輸出功能、多任務(wù)執(zhí)行功能，USB+以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)高速下載與實(shí)時(shí)監(jiān)控調(diào)節(jié)，全范圍覆蓋12軸以內(nèi)所有OEM應(yīng)用領(lǐng)域。

　　禾川Q系列控制器是集成了多種功能的總線運(yùn)動(dòng)控制器，支持 EtherCAT、CANopen、Modbus RTU、 ModbusTCP多種通信協(xié)議，本體自帶16對(duì)高速脈沖IO，可用于編碼器高速輸入、步進(jìn)、脈沖伺服的控制。Q1可帶32個(gè)伺服軸、最大IO點(diǎn)數(shù)2048點(diǎn)，可支持從站128個(gè)，擁有電子凸輪、直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、螺旋插補(bǔ)、追剪/飛剪、CNC G代碼/Robot等豐富而強(qiáng)大的功能，廣泛應(yīng)用于機(jī)器與工廠自動(dòng)化?！?/p>

　　3.R&Q組合式灌裝旋蓋方案介紹

　　灌裝部分采用禾川Q1 PAC+8伺服+2步進(jìn)+編碼器實(shí)現(xiàn)，灌裝機(jī)主要分為 傳送帶寬與灌裝高度調(diào)整、灌裝頭與傳送帶同步平移灌裝、活塞與灌裝頭同步運(yùn)動(dòng)、輸送帶等機(jī)構(gòu)組成。機(jī)器的工作流程是按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)器開始運(yùn)動(dòng)，輸送帶帶瓶運(yùn)動(dòng)。當(dāng)進(jìn)瓶檢測(cè)傳感器檢測(cè)到瓶子時(shí)探針鎖存瓶檢位置，當(dāng)輸送帶實(shí)時(shí)位置-瓶檢鎖存位置=灌裝頭到檢距離，凸輪耦合，灌裝頭跟隨傳送帶同步運(yùn)動(dòng)。當(dāng)灌裝頭進(jìn)入同步區(qū)時(shí)，活塞軸運(yùn)動(dòng)，氣缸動(dòng)作，開始注液。當(dāng)整個(gè)灌裝行程完成，灌裝頭活塞返回初始位，鎖存位置清除，開始下一個(gè)周期。

　　完成灌裝工序后，灌滿料的瓶子通過(guò)輸送線送至旋蓋機(jī)完成旋蓋，擰蓋的工藝有多種配置，最常見(jiàn)兩種擰蓋配置就是跟隨式擰蓋合定點(diǎn)式擰蓋。跟隨式擰蓋的配置是輸送傳送帶、旋蓋頭平移、機(jī)臺(tái)升降、擰蓋四大部分，當(dāng)旋蓋機(jī)進(jìn)瓶檢測(cè)傳感器檢測(cè)到瓶，傳送帶伺服鎖存當(dāng)前位置，當(dāng)輸送帶實(shí)時(shí)位置-瓶檢鎖存位置=旋蓋頭到檢距離凸輪耦合，旋蓋頭跟隨傳送帶做同步運(yùn)動(dòng)，擰蓋伺服采用力矩控制，力矩值達(dá)到旋蓋頭松開返回起始位重復(fù)工作流程。定點(diǎn)式擰蓋則是旋蓋機(jī)只要系統(tǒng)初始化完成則旋蓋機(jī)擰蓋部分開始旋轉(zhuǎn)，當(dāng)瓶子達(dá)到擰蓋位，夾瓶氣缸動(dòng)作，夾緊瓶子固定瓶位，開始定點(diǎn)旋蓋，完成松瓶，旋蓋分為旋蓋A、旋蓋B 2個(gè)旋蓋工位，而實(shí)現(xiàn)這些動(dòng)作的部件主要分為旋蓋電機(jī)、傳送帶電機(jī)、傳送帶寬電機(jī)。

　　通常，灌裝機(jī)的主體和旋蓋機(jī)的主體要求能夠靈活的拆裝，一是灌裝旋蓋線整體機(jī)身較長(zhǎng)，不利于裝運(yùn)和配送;二是灌裝旋蓋線本身是2臺(tái)功能各異的機(jī)器，終端生產(chǎn)商可能只需要其中一種功能。因此雙機(jī)雙控系統(tǒng)充分的滿足了客戶的靈活性要求，提高了生產(chǎn)線的柔性。

　　4. 機(jī)器的電氣配置與拓?fù)?/p>

　　機(jī)器的電氣主要是以Q為核心的灌裝控制電氣系統(tǒng)和以R為核心的旋蓋控制系統(tǒng)，Q1 PAC通過(guò)EtherCAT總線控制總線伺服電機(jī)完成灌裝工藝，R8A通過(guò)Y0—Y4高速輸出控制4個(gè)步進(jìn)實(shí)現(xiàn)旋蓋動(dòng)作。同時(shí)Q1與TP2000通過(guò)ModbusTCP總線實(shí)時(shí)通訊實(shí)現(xiàn)觸控可視，R8A PLC通過(guò)Modbus RTU與觸摸屏完成交互，多機(jī)組合，實(shí)現(xiàn)一屏多控效果。

　　5. 結(jié)語(yǔ)

　　伴隨著消費(fèi)結(jié)構(gòu)的升級(jí)，買方和消費(fèi)者的個(gè)性化、定制化、時(shí)效性需求不斷提升，滿足“差異化、小規(guī)模、周期可控”的柔性化制造市場(chǎng)需求不斷增強(qiáng)。消費(fèi)需求的變化正在使得生廠商和服務(wù)商改變傳統(tǒng)模式，逐漸走向消費(fèi)者為導(dǎo)向的創(chuàng)新型道路，柔性快速的供應(yīng)鏈正在成為企業(yè)的關(guān)鍵競(jìng)爭(zhēng)力。

　　R&Q組合分離式灌裝旋蓋機(jī)正是柔性生產(chǎn)的一個(gè)具體體現(xiàn)，生產(chǎn)商可根據(jù)需求任意組合生產(chǎn)線達(dá)到最優(yōu)性能和快速適應(yīng)產(chǎn)品與場(chǎng)地的變化。從運(yùn)動(dòng)控制層面分析，在各種智能裝備中總線型伺服電機(jī)比脈沖型伺服電機(jī)更具柔性，因?yàn)榭偩€型伺服能夠根據(jù)客戶對(duì)機(jī)器的期盼快速改變布局與整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其能夠充分縮短產(chǎn)品的裝配與調(diào)試周期。