Metis™ 連續(xù)運(yùn)動機(jī)器是 Matrix Packaging 的最新技術(shù)發(fā)展成果之一 .

Matrix Packaging 公司總部位于威斯康星州索克維爾，在研發(fā)立式袋成型充填封口機(jī)領(lǐng)域擁有 20 多年的豐富經(jīng)驗。公司最新推出的 Metis™ 型號在美國拉斯維加斯舉行的 2013 年美國國際包裝展覽會（Pack Expo 2013）上首次在公眾面前亮相，它在效率和性能上都設(shè)立了新的里程碑。借助Beckhoff 基于 PC 的控制技術(shù)，使不同的產(chǎn)品和包裝生產(chǎn)線、機(jī)器每分鐘能夠靈活地填充 1...180 個包裝袋。 

“新型 Matrix Metis 是最新一代的垂直成型、填充和封口（VFFS）機(jī)。”Matrix Packaging Machinery 公司副總裁兼總經(jīng)理 Marc Willden說道。“Metis 是專為滿足食品行業(yè) — 我們擁有強(qiáng)勢地位的市場 — 的各種需求而設(shè)計的，非常適合用于包裝奶酪、咖啡、零食、糖果等。”Matrix 的客戶還包括包裝諸如家庭裝飾品公司。

“Metis 的特別之處在于它運(yùn)行時會有連續(xù)運(yùn)動，顯著提高了其生產(chǎn)能力和吞吐量。一方面，它也需要更高程度的自動化。”Willden 解釋道。因為袋子薄膜連續(xù)移動，且用于給飛速運(yùn)行的包裝袋封口的機(jī)械爪通過 EtherCAT 同步。Metis 也特別適合用于高速加工小型包裝袋薄膜。視具體的生產(chǎn)線，機(jī)器每分鐘能夠加工 1...180 個包裝袋。這種靈活性可確保最佳的產(chǎn)品流和更高質(zhì)量的包裝。

視具體的生產(chǎn)線，立式袋成型充填封口機(jī)每分鐘能夠加工 1...180 個包裝袋

控制系統(tǒng)架構(gòu)包括一臺 CX5020 嵌入式控制器、15 英寸的 CP2915 多點觸控控制面板、EtherCAT I/O 端子模塊、AX5000 系列 EtherCAT 伺服驅(qū)動器和采用單電纜技術(shù)的 AM8000 系列伺服電機(jī)以及 TwinCAT NC。

一臺 CX5020 嵌入式控制器負(fù)責(zé)控制整臺機(jī)器，包括運(yùn)動控制和可視化運(yùn)動控制系統(tǒng)由 AX5000 系列 EtherCAT 伺服驅(qū)動器和采用單電纜技術(shù)的  AM8000 系列伺服電機(jī)構(gòu)成

其結(jié)果是在 OMAC PackML 標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上打造了一臺最先進(jìn)的設(shè)備。“自從 2011 年 10 月起，Matrix Packaging 一直是 Pro Mach 集團(tuán)旗下一員，其中有超過 20 個品牌致力于包裝技術(shù)。Pro Mach 是 PackML 標(biāo)準(zhǔn)最忠實的信徒。PackML 具有標(biāo)準(zhǔn)化操作模式的管理和通訊的結(jié)構(gòu)特點，可以提供即時透明性。它還減少了工程和整合成本，提高生產(chǎn)力，并提供經(jīng)過改進(jìn)的診斷功能。所有這些優(yōu)點給我們的客戶帶來了真正的附加價值。”Marc Willden 如此說道。

先進(jìn)的多點觸控 HMI 理念

“我們決定使用多點觸控技術(shù)是因為 Beckhoff 能夠提供明亮、高品質(zhì)的顯示器。”Matrix Packaging 公司電氣工程師 Mike Krummey 解釋道。他接著說道：“PackML 需要一個相當(dāng)大的用戶界面，這在一臺傳統(tǒng)的 6 英寸屏幕上將很難實現(xiàn)。Metis 現(xiàn)在配備了一臺 15 英寸多點觸控屏 CP2915，我們以前使用的面板與其成本差不多，但由于采用的是單點觸控界面和傳統(tǒng)的塑料外殼，在外觀上就難看很多。”Matrix Packaging 團(tuán)隊對多點觸控功能 — 如滾動能力的增強(qiáng)及雙手操作能力 — 印象非常深刻。“如果操作人員不小心移除了機(jī)器上的保護(hù)屏障，他的雙手總是在一個安全的位置，即使是在機(jī)器運(yùn)行時。”Krummey 指出。

采用先進(jìn)的多點觸控技術(shù)的高品質(zhì) 15 英寸控制面板是 Metis™ 的另一個亮點

針對 PLC、運(yùn)動控制和可視化的集成式平臺

結(jié)構(gòu)緊湊的 DIN 導(dǎo)軌安裝式 CX5020 嵌入式控制器用作 PLC、運(yùn)動控制和可視化的集成平臺。它控制所有的程序，方便了與生產(chǎn)線下游組件的通信，同步送料器與 Metis 機(jī)器過程、觸發(fā)機(jī)械袋密封夾板等。同時它還控制著兩臺用于處理三根運(yùn)動軸的 AX5000 系列 EtherCAT 伺服驅(qū)動器。Matrix Packaging 只需要兩個伺服驅(qū)動器，通過雙通道 AX5000 驅(qū)動器和單通道 AX5000 驅(qū)動器運(yùn)行三個運(yùn)動軸。運(yùn)動曲線通過 TwinCAT NC 凸輪功能實施。

單電纜技術(shù)降低了布線成本

“通過選擇采用單電纜技術(shù)（OCT）的 AM8000 系列伺服電機(jī)，我們更加簡化了運(yùn)動控制。OCT 具有高效特點，符合我們的機(jī)器理念。”Mike Krummey 解釋說。“單電纜技術(shù)的使用幫我們節(jié)省了很多小零件，讓我們的布線工作減少了 50％。”

通過采用 Beckhoff 的單電纜技術(shù)，Matrix Packaging 能減少 50％ 的電機(jī)布線成本

EtherCAT 提供無限的可擴(kuò)展性和互操作性

除了 EtherCAT 用作 I/O 和運(yùn)動控制總線系統(tǒng)時出色的性能表現(xiàn)之外，Matrix Packaging 對系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和互操作性以及各種EtherCAT I/ O 特殊功能端子模塊大加贊譽(yù)。其中就包括EL3681 數(shù)字萬用表端子模塊，它是一款經(jīng)濟(jì)的電力監(jiān)控端子模塊。“舉例來說，如果操作人員在運(yùn)行電壓不足的 VFFS 設(shè)備，報警監(jiān)控器會觸發(fā)緊急停止并報告電源有問題。”Mike Krummey解釋說道。“與單獨(dú)的解決方案相比，這一集成式端子模塊是一個更經(jīng)濟(jì)高效的選擇。”

機(jī)器控制系統(tǒng)和現(xiàn)場總線將無法跟上 Matrix Packaging 的創(chuàng)新能力和發(fā)展?jié)摿Φ膯栴}都已經(jīng)成為過去。“令人印象深刻的是，我們的 Metis 機(jī)器機(jī)只使用了新控制平臺不到 1％ 的性能。”Marc Willden.補(bǔ)充說道。“基于 PC 的控制系統(tǒng)和 EtherCAT 有充足的性能儲備滿足未來的所有需求。” 

新的平臺可以節(jié)省空間和成本

通過使用 Beckhoff 的控制平臺減少機(jī)器的占地面積是 Matrix Packaging 實現(xiàn)的另一個主要目標(biāo)。由于控制組件采用緊湊型設(shè)計，Metis 的電氣柜比配備傳統(tǒng) PLC 的樣機(jī)短了約 6 英寸（15 厘米）。“控制柜組裝花費(fèi)的時間要少得多，不僅因為電機(jī)采用單電纜技術(shù)，而且由于 EtherCAT 端子模塊采用了智能設(shè)計。EtherCAT 將我們的控制柜接線成本減少了30％ 到 40％。”Mike Krummey 說道。

“雖然 Metis 具有更高的性能和更多的功能，基于 PC 的控制系統(tǒng)的成本比我們原先計劃的 PLC 解決方案要減少約 10％ — 即使添加了多點觸控用戶界面。”Marc Willden 闡述道。“Beckhoff 的自動化方案與專注于公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)的態(tài)度與 Matrix Packaging 的公司理念非常貼合。我們避免使用任何專用的機(jī)械或電氣組件，因為我們更喜歡那些在行業(yè)中有成熟應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品和技術(shù)。”因此，Matrix Packaging 正在考慮將其它機(jī)器生產(chǎn)線移植到 Beckhoff 的 PC 控制平臺中。

更多信息: http://www.beckhoff.com.cn/cn/applicat/default.htm