在每天我們的生活中,你在超市里都會看到琳瑯滿目的商品在貨架上,或者在日化產(chǎn)品、醫(yī)藥等都有大量的標(biāo)簽,這些標(biāo)簽承載著生產(chǎn)企業(yè)的品牌價值主張,也包括了使用方法、配方、聯(lián)系,以及來自監(jiān)管的批號、標(biāo)準(zhǔn)等信息。高品質(zhì)的產(chǎn)品,其精致來自于每個細(xì)節(jié),包括這些標(biāo)簽的設(shè)計,精美的圖案、嚴(yán)絲合縫的標(biāo)簽,讓你感受到它的精品定位,這些背后,都有著像貝加萊這樣的自動化廠商為我們提供生產(chǎn)的支持。
相對來說,不干膠標(biāo)簽通常針對高端的產(chǎn)品,而在這其中,回轉(zhuǎn)式的貼標(biāo)機(jī)是其中的速度之王,它可以達(dá)到40,000個/小時的貼標(biāo)速度,而精度也要達(dá)到±0.1mm,并且,要有高的靈活性,因?yàn)闃?biāo)簽的尺寸規(guī)格、材質(zhì)也在變化,這需要機(jī)器具有高靈活性來適應(yīng)不同的標(biāo)簽的貼標(biāo)任務(wù)。
圖1:
圖1是回轉(zhuǎn)貼標(biāo)機(jī)的機(jī)械示意圖,它由大圓盤及在其上的托盤、標(biāo)站構(gòu)成,整個托盤圍繞著圓盤旋轉(zhuǎn),而貼標(biāo)站可以多個,并且可以是冷膠、熱熔膠、不干膠的多種形式,可以自由組合配對—根據(jù)貼標(biāo)本身的需求。
為了確保整個機(jī)器的嚴(yán)絲合縫的配合,送瓶螺桿將瓶子準(zhǔn)確的送入、并隨著托盤旋轉(zhuǎn),以達(dá)到比較好的貼標(biāo)位置,整個過程中,需要機(jī)械機(jī)構(gòu)間非常緊密的配合,高精度且穩(wěn)定的運(yùn)動控制。
圖2-托盤電機(jī)的安裝
為了讓每個托盤都可以適應(yīng)于各種瓶型,托盤均采用伺服電機(jī)進(jìn)行角度和位置的調(diào)整-在機(jī)器上,多達(dá)30個甚至60個伺服系統(tǒng)來進(jìn)行定位控制。由于機(jī)器空間緊湊,因此,采用了貝加萊的“背包電機(jī)”—它將伺服驅(qū)動器和電機(jī)集成于一體的ACOPOSmotor,它體積小,且支持多圈絕對值編碼器,記憶多圈位置。
在貼標(biāo)的托盤上,瓶子會被卡到托盤的凹槽中,如果瓶子是非圓形的,那么這個托盤必須旋轉(zhuǎn)到所需貼標(biāo)面(如有些瓶子是菱形或者橢圓形),因此,需要獲得一個旋轉(zhuǎn)角度使得其剛好可以作為貼標(biāo)的起點(diǎn),而另一方面,這個托盤在進(jìn)入貼標(biāo)區(qū)域的時候,它必須與貼標(biāo)頭保持線速度的一致,然后再去回零,整個過程根據(jù)貼標(biāo)尺寸的變化,是一個電子凸輪曲線(CAM)位置環(huán)控制,這個就需要托盤高速跟隨主軸,并且隨著貼標(biāo)尺寸規(guī)格的變化可以自動計算凸輪曲線,并獲得光滑的切換能力。圖3-則顯示了每個托盤都需要進(jìn)行的這個運(yùn)動控制過程。
圖3-托盤的檢測與運(yùn)動控制
ACOPOS系列運(yùn)動控制器,本身的電子凸輪曲線(AutoCAM)能夠達(dá)到極高精度,可以規(guī)避機(jī)械的精度不足,且能夠獲得非常光滑的曲線,確保低的機(jī)械沖擊。另外,在程序?qū)崿F(xiàn)上,可以多種靈活的觸發(fā),編碼器、程序或時間觸發(fā)均可。
送標(biāo)與射標(biāo)機(jī)構(gòu)
圖4是送標(biāo)機(jī)構(gòu)的示意圖,它是將標(biāo)簽放卷、牽引、送出、裁切的機(jī)構(gòu)構(gòu)成,可以由多種類型的標(biāo)站,采用收放卷的高速運(yùn)動控制技術(shù)來保障穩(wěn)定的張力,以為精準(zhǔn)送標(biāo)、切標(biāo)提供保障。
圖4-送標(biāo)機(jī)構(gòu)
如圖4為標(biāo)簽的收放卷機(jī)構(gòu),其放卷必須確保與大盤同步,并能夠進(jìn)行補(bǔ)充調(diào)整,而收卷則采用扭矩控制模式,帶擺輥的方式。通常送標(biāo)帶色標(biāo)的方式,送標(biāo)控制由電子凸輪控制及鎖標(biāo)(LATCH)功能配合完成,確保能夠精準(zhǔn)而又平穩(wěn)的送標(biāo)過程。在這個過程中,必須對色標(biāo)、主軸編碼器信號進(jìn)行微秒級的預(yù)測和延時處理,以確保高速中的信號實(shí)時同步。
整機(jī)配置-緊湊型設(shè)計的ACOPOSmotor
圖5-貼標(biāo)機(jī)系統(tǒng)配置圖
從圖5整個機(jī)器的配置可以看到,多達(dá)36個伺服電機(jī),其高速同步性,由POWERLINK實(shí)時網(wǎng)絡(luò)來保障,達(dá)到百微秒級的任務(wù)周期。而另一方面采用ACOPOSmotor伺服驅(qū)動與電機(jī)一體的設(shè)計,也讓整個接線變得更少,且空間緊湊,易于機(jī)械的安裝維護(hù)。
在回轉(zhuǎn)式貼標(biāo)機(jī)中,針對冷膠、熱熔膠、不干膠標(biāo)準(zhǔn)可以實(shí)現(xiàn)自動在線監(jiān)測,自由配對,機(jī)械模塊化、電氣硬件模塊化,同時軟件也實(shí)現(xiàn)模塊化。
配方存儲與切換:在該機(jī)器中,由于經(jīng)常需要重復(fù)生產(chǎn),或者經(jīng)常變化尺寸規(guī)格、材料等,工藝配方可以進(jìn)行存儲并調(diào)用。
缺瓶檢測-確保無瓶不貼標(biāo),降低不必要的標(biāo)簽損耗,節(jié)省成本;自動換卷、換標(biāo)、自動接標(biāo)—可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn),保持整個產(chǎn)線的高OEE運(yùn)營狀態(tài)-并可以對OEE狀態(tài)進(jìn)行計算并記錄。
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