新冠病毒疫情的沖擊加速了食品飲料行業(yè)的變化，快消品（CPG）制造商、合同包裝商及其供應(yīng)商必須大幅提高其產(chǎn)品靈活性，才能滿足呈指數(shù)級(jí)增長的需求。因此，美國 OEM 廠商 Brenton 為其側(cè)裝紙箱包裝機(jī)配備了 XTS 磁懸浮系統(tǒng)，該系統(tǒng)現(xiàn)在不僅提高了產(chǎn)品進(jìn)料的靈活性，而且加快了轉(zhuǎn)換速度。此外，包裝機(jī)在經(jīng)過重新設(shè)計(jì)后，其體積也減小了很多。
  “ XTS 磁驅(qū)柔性輸送系統(tǒng)
  助力提升食品包裝的靈活性
  Brenton 公司主要為食品、飲料和制藥行業(yè)生產(chǎn)集成式后道包裝系統(tǒng)，包括紙箱包裝、裝盒、機(jī)器人碼垛和物料輸送。公司成立至今已有 30 年，目前隸屬于 ProMach 集團(tuán)。一家美國大型合同包裝商邀請 Brenton 一起合作，共同完成一項(xiàng)頗具挑戰(zhàn)性的速凍披薩包裝任務(wù)。這家快節(jié)奏的工廠要求包裝機(jī)能夠隨機(jī)定時(shí)進(jìn)料，以及處理 26 個(gè)不同的速凍披薩 SKU，這些 SKU 有些采用紙盒包裝，有些則采用簡單的塑料薄膜收縮包裝�！斑@個(gè)應(yīng)用需要我們消除不同規(guī)格的產(chǎn)品切換所耗費(fèi)的大量時(shí)間，給我們提出了不小的挑戰(zhàn)。從 10 英寸到 15 英寸披薩的切換需要耗時(shí)的機(jī)械調(diào)整�！盉renton 公司技術(shù)副總裁 Mike Grinager 解釋道。“我們還必須在不損壞產(chǎn)品的前提下實(shí)現(xiàn)每分鐘 15 個(gè)紙箱的高吞吐量。由于披薩在包裝生產(chǎn)線上減速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)以不同的方向堆放 15 個(gè)不同高度的披薩，因此情況會(huì)變得非常復(fù)雜。”
  智能輸送技術(shù)助力輕松實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品差異化
  考慮到這些需求，Brenton 公司最終決定，為公司最受歡迎的 M2000 間歇式側(cè)裝紙箱包裝機(jī)配備一套機(jī)電一體化線性輸送系統(tǒng)。“也是這個(gè)決定讓 Brenton 找到了倍福的 XTS 磁驅(qū)柔性輸送系統(tǒng)，我們發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)可以即時(shí)適應(yīng)這些產(chǎn)品變化�！盙rinager 說道�！拔覀兝�用 XTS 系統(tǒng)開發(fā)了一款 M2000 包裝機(jī)，它能夠以完全隨機(jī)的進(jìn)料時(shí)間熟練地處理所有披薩形狀、方向和產(chǎn)品規(guī)格，包括展示用包裝和散裝�！�
  升級(jí)后的 M2000 包裝機(jī)現(xiàn)在配備一根 5.5 米長的 XTS 軌道，有 12 個(gè)動(dòng)子控制產(chǎn)品進(jìn)料。作為一款真正的機(jī)電一體化解決方案，XTS 系統(tǒng)所具備的線性電機(jī)特點(diǎn)與不斷循環(huán)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)子相結(jié)合，運(yùn)行路徑可以是開放式的，也可以是封閉式的，支持最多樣化的幾何形狀。動(dòng)子最顯著的特點(diǎn)就是能夠在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生夾緊力：兩個(gè)同步運(yùn)動(dòng)的動(dòng)子協(xié)同工作，以預(yù)定的力抓取裝在桶中的披薩堆，并將它們固定，以便快速、可靠地輸送至紙箱包裝步驟�！斑@就是這臺(tái)包裝機(jī)的魅力所在，它可以處理一疊 15 個(gè)熱收縮包裝的圓形披薩，并能迅速適應(yīng)已經(jīng)在方形包裝中的披薩的進(jìn)料，所有這些步驟都能在最少的轉(zhuǎn)換時(shí)間內(nèi)完成�！盡ike Grinager 說道。XTS 系統(tǒng)還能夠輕松補(bǔ)償進(jìn)料過程中不同的進(jìn)料時(shí)間，因?yàn)閯?dòng)子可以無距離限制地移動(dòng)，能夠在裝載工位前緩沖產(chǎn)品，從而能夠在需要時(shí)為其它生產(chǎn)過程節(jié)省更多的時(shí)間。Mike Grinager 繼續(xù)說道：“XTS 系統(tǒng)能夠?qū)⒍询B好的披薩移入紙箱中，顯著減少了堵塞和停機(jī)時(shí)間，我們評(píng)估的所有其它系統(tǒng)都做不到這一點(diǎn)�！笨紤]到堆垛較高的披薩的重量，Brenton 公司的第一個(gè) XTS 應(yīng)用必須能夠解決這類應(yīng)用中重負(fù)載的輸送問題。因此，Brenton 整合了 HepcoMotion 公司專為 XTS 設(shè)計(jì)的 GFX 軌道系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠承受更大的負(fù)載。 

  XTS 磁驅(qū)柔性輸送系統(tǒng)是 Brenton 公司 M2000 包裝機(jī)的核心，如上圖：XTS 系統(tǒng)帶著一串裝有披薩的桶狀物繞過 180 度的轉(zhuǎn)角，抓緊并穩(wěn)定披薩堆 

  XTS 控制器采用的是倍福的 C6930 控制柜式工業(yè) PC。包裝機(jī)控制器連接到一臺(tái) 15 英寸的 CP2915 多點(diǎn)觸控控制面板顯示器。盡管涉及高度動(dòng)態(tài)的運(yùn)動(dòng)控制，但 XTS 系統(tǒng)僅利用了工業(yè) PC 約 15% 的計(jì)算性能，為實(shí)施其它自動(dòng)化功能儲(chǔ)備了足夠的性能。
  Brenton M2000 的后續(xù)迭代系列還配備了EtherCAT I/O 系統(tǒng)中的 EL 系列高速 EtherCAT 端子模塊，包括 8 通道的高密度型號(hào)�！氨陡５� EtherCAT I/O 系統(tǒng)與其它現(xiàn)場總線之間的互操作性可以簡化集成工作，給我們提供了很大幫助�！盡ike Grinager 說道�！皩� Brenton 工程團(tuán)隊(duì)來說，也很容易建立與 EtherNet/IP 設(shè)備的連接，EtherCAT 速度極快，并具有極高的同步性，因此非常適合用作 XTS 等機(jī)電一體化系統(tǒng)的總線。”倍福美國公司的應(yīng)用工程師 Patrick Triemert 補(bǔ)充說道。 

  一臺(tái)性能強(qiáng)大的 C6930 控制柜式工業(yè) PC 與超高速 EtherCAT 通信系統(tǒng)及相應(yīng)的 EtherCAT I/O 端子模塊一起，用來控制 XTS 及其它設(shè)備功能 

  XTS 系統(tǒng)助力大幅提升包裝機(jī)的吞吐量
  XTS 系統(tǒng)極大地提升了 Brenton 公司 M2000 包裝機(jī)的吞吐量。M2000 現(xiàn)在最多能夠?qū)?41 個(gè)不同的 SKU 分開裝箱，每分鐘可裝 27 箱，即每分鐘裝箱 140 個(gè)速凍披薩。該款包裝機(jī)還能夠?qū)崿F(xiàn) 26 種不同的包裝模式，包括更復(fù)雜的展示用包裝模式和商業(yè)化包裝模式，吞吐量為每分鐘 12.5 箱�！耙慌_(tái)配備 XTS 系統(tǒng)的 M2000 包裝機(jī)實(shí)際上可以完成三臺(tái)傳統(tǒng)紙箱包裝機(jī)的工作�！盡ike Grinager 說道。
  XTS 系統(tǒng)的使用消除了很多更換步驟，其它進(jìn)料裝置更換所需的停機(jī)時(shí)間從 30 分鐘減少到 5 分鐘。M2000 進(jìn)料段的工程時(shí)間節(jié)省了至少 200 個(gè)小時(shí)，進(jìn)料段中諸如鏈條、飛行器、推桿和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等部件減少了約 100 個(gè)，因此復(fù)雜性大大降低。
  在這之后，Brenton 公司收到了合同包裝公司的第三份訂單，并且還收到其他客戶對其它配備 XTS 系統(tǒng)的包裝機(jī)的詢價(jià)。XTS 除了支持 Brenton 在成熟的包裝市場中持續(xù)增長之外，它還為這家 OEM 制造商開辟了很多新的項(xiàng)目類型，尤其是在制藥應(yīng)用方面，可以鞏固和擴(kuò)大市場份額�！癤TS 還為我們的新包裝機(jī)設(shè)計(jì)項(xiàng)目提供支持，而如果是在以前，我們很可能會(huì)放棄這些項(xiàng)目。我們現(xiàn)在有了新的、速度更快、更靈活的設(shè)計(jì)方案，可以減少 50% 的設(shè)備體積。在我們第一次使用 XTS 系統(tǒng)就取得成功之后，我們正在對針對食品工業(yè)的 XTS 衛(wèi)生型系統(tǒng)以及 XPlanar 平面磁驅(qū)柔性輸送系統(tǒng)進(jìn)行研究，以滿足行業(yè)中最具挑戰(zhàn)性的物料輸送要求。”Grinager 說道。
  關(guān)于德國倍福（BECKHOFF）
  德國倍福自動(dòng)化有限公司的總部位于德國威爾市。公司在世界各地設(shè)有分支機(jī)構(gòu)，加上全球的合作伙伴，目前公司業(yè)務(wù)已遍及70多個(gè)國家和地區(qū)。
  倍福始終以基于PC的自動(dòng)化新技術(shù)作為公司的發(fā)展理念，所生產(chǎn)的工業(yè)PC、 現(xiàn)場總線模塊、驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品和 TwinCAT自動(dòng)化軟件構(gòu)成了一套完整的、相互兼容的控制系統(tǒng)，可為各個(gè)工控領(lǐng)域提供開放式自動(dòng)化系統(tǒng)和完整的解決方案。30多年來，倍福公司的元件和系統(tǒng)解決方案在世界各地得到了廣泛的應(yīng)用。2001年3月德國倍福在北京設(shè)立中國區(qū)第一個(gè)代表處，2007年5月德國倍福在上海成立獨(dú)資公司，并將中國區(qū)總部遷至上海。此后公司業(yè)務(wù)進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展時(shí)期，目前已在北京、廣州、成都、武漢、南京等全國26個(gè)大中城市設(shè)立了辦 事處。隨著倍福各種具有良好性價(jià)比的新產(chǎn)品、新技術(shù)不斷進(jìn)入中國市場，其勇于打破傳統(tǒng)控制模式，傾力推廣PC控制技術(shù)的理念已被越來越多的中國用戶所接受。
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