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Beckhoff TwinCAT机器人运动学功能库和伺服技术提高了食品包装行业的效率

发布日期:2022-04-26 点击率:44

多机器人 H 240 搬运模块

多机器人 H 240 搬运模块对包装工艺过程中的搬运高效、高动态地进行自动化改造,最多可有 240 个拾放循环。由于使用了BeckhoffAM8800 不锈钢伺服电机,它也非常卫生。

MULTIVAC 凭借其针对食品行业的巧妙设计的包装系统成功满足了极其严格的卫生要求。这也适用于具有专用拾放机器人的搬运模块。在控制技术方面,解决方案则是基于BeckhoffTwinCAT自动化软件及其机器人运动学功能库以及超高速EtherCAT通讯系统。不仅BeckhoffAM8800 系列伺服电机确保了高动态运动,它们的“卫生型设计”还有助于让搬运机器人能够有一个完全开放的结构,使得它们清洗方便。

MULTIVAC SeppHaggenmuller GmbH & Co. KG 总部设在德国Wolfertschwenden,是提供针对食品、医药和消费品行业包装解决方案的全方位服务供应商。除了包装机械,MULTIVAC 的产品组合还包括用于装卸和输送的搬运模块、用于质量控制和异物检测的检测系统以及针对不同包装类型的标记和标签解决方案。食品行业是 MULTIVAC 解决方案最重要的应用领域,在这个领域,高效、准确以及 — 最重要的 — 卫生型产品(如肉、鱼、奶酪、蔬菜和即食食品)包装是必需的。

基于 PC 的控制技术应用于高效包装工艺

MULTIVAC 依赖Beckhoff基于 PC 的控制技术对其所有标准型包装机械进行自动化改造。早在 2005 年,公司更换了基于微处理器的控制器,以应对日益复杂的机器不断增长的需求,通过更高的计算能力和内存实现了比以往任何时候都更强大的功能。除此之外,PC 控制技术使得通过以太网和 OPC 实现的通讯连接可以通过标准接口和标准软件库加以简化,最大限度地降低开发成本。

根据 MULTIVAC 公司控制技术部门主管AloisAllgaier,PC 控制技术的另一个优点是其出色的可升级性:“一方面,我们总是可以为机器选用到最合适的嵌入式控制器,无论其体积是小或是大,但在软件方面每次都提供相同的功能。另一方面,由于使用了模块化和灵活的 EtherCAT I/O系统,I/O 设备可以精确、经济地根据应用需求调整。最佳适应性对于AloisAllgaier来说则意味着包装机械可以通过灵活的EtherCAT端子模块系统高效地进行模块化设计:“我们的机器由 CX1020 或 CX1030 嵌入式控制器进行集中控制,并在 I/O 级的三个分布式控制柜之间分离。这意味着,例如,一个成型工作站的所有数据采集和通信都可以在相关的控制柜模块中实现。与中央控制器所需的通讯通过超高速EtherCAT系统实现,这也是决定选用 PC 控制技术的重要因素。最终,可以通过包装机械实现的时钟速度直接取决于能否确保控制技术尽可能短的周期时间。”

灵活的搬运模块可用于众多的机器人类型

MULTIVAC 搬运模块自动完成各种包装任务,包括产品装载、包装的分离和定向、拒绝有瑕疵的包裹和将包装装箱。根据需要,系统可以配备两轴、三轴或四轴机器人,并可灵活地用于各种产品、包装规格、重量和周期时间。

搬运系统可以生成几乎任何包装模式,以确保优化利用二次包装的容量。夹层和分配器也可以自动插入。由于通用型的不锈钢机器构造符合卫生和 FDA 标准,可以湿式清洗整个搬运装置,MULTIVAC 模块非常适用于食品行业的所有产品和生产环境。

AM8800 不锈钢电机

AM8800 不锈钢电机可以在开放式设计中使用,即没有防护罩,方便拾放机器人的清洁

开放的框架结构和不锈钢电机卫生优势

MULTIVAC 当时之所以开发他们自己的搬运模块和机器人有好几个原因,AloisAllgaier解释道:“我们针对食品行业的包装机械业满足极其严格的卫生要求,这也是我们在搬运和机器人技术领域的标杆。因为市场上没有合适的系统,我们根据自己的设想和目标为进料区开发了自己的机器人手臂。最后我们设计出了一个不锈钢框架结构,清洗起来非常方便,因为它是完全开放的。符合 FDA 标准的Beckhoff AM8800 不锈钢伺服电机也发挥了作用,因为它们的安装非常简单,不需要额外的保护外壳。”

AM8800 系列伺服电机采用不锈钢外壳,它是根据 EHEDG(欧洲卫生工程设计组织)的指引采用“卫生型设计”设计而成的。使用的润滑剂符合食品安全规定(FDA)。电机绕组采用变极绕组技术实现。因此具有高铜线占空系数和相应的连续大扭矩。全封闭的定子为电机外壳提供了理想的绕组热接触。这样做的另一个好处就是可以机械保护绕组线不会出现振荡。由于外壳和电机轴用的是防刮伤的不锈钢 AISI 316L 制成,涂料表面不会有爬行腐蚀或损伤。电机防护等级为 IP 69K,可以使用高压蒸汽清洗机。电机具有一个可选的密封空气接口,以防止在电机内部有凝结水形成。

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