基于 PC 的控制技術(shù)和伺服驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)高精度肉類分配
位于德國(guó) Irschenberg 的 TVI Entwicklung und Produktion GmbH 公司主要經(jīng)營(yíng)各種肉類分配和加工設(shè)備及生產(chǎn)線。公司十多年來(lái)成功地滿足了高速加工、定重高精度分配及高度靈活性等所有行業(yè)要求。借助倍福基于 PC 和 EtherCAT 的驅(qū)動(dòng)及控制技術(shù)，TVI 計(jì)劃為該行業(yè)繼續(xù)推出很多新的創(chuàng)新開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。
TVI 認(rèn)為，公司獲得成功的基礎(chǔ)，很大部分來(lái)自于 高性能的基于 PC 和 EtherCAT 的控制技術(shù)。這些解決方 案有助于將公司提升為紅肉分配機(jī)和生產(chǎn)線的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo) 者“。我們的傳統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了極限，已經(jīng)無(wú)法應(yīng)對(duì)不 斷變化的市場(chǎng)需求。我們當(dāng)時(shí)使用的 PLC 的周期時(shí)間最 快可達(dá) 20 毫秒。在當(dāng)時(shí)，一根線性伺服軸只能移動(dòng) 10 毫米。這已經(jīng)不再能夠滿足今天的定位和分配要求?！盩VI 公司任事股東 Thomas Vo?lkl 解釋道 :“為了確保今天的 成功，倍福基于 PC 的控制技術(shù)正是我們所需要的，因 為它的周期時(shí)間僅為 1 毫秒，并能夠很輕松地同步控制 7 根軸。”PC 控制技術(shù)也幫助 TVI 將高能效和用高速氣 動(dòng)閥精確控制的伺服軸結(jié)合在一起，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的氣動(dòng)和 液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
模塊化 TVI 肉類加工中心的核心部分是多功能 GMS 500 分配系統(tǒng)， 通過(guò)一臺(tái)倍福專為客戶定制 CP6901 控制面板操作
早在 2008 年，TVI 就決定使用基于 PC 的控制系統(tǒng) 取代傳統(tǒng)的 PLC 技術(shù)。公司現(xiàn)在一臺(tái) GMS 500 機(jī)器上 使用了 PC 控制系統(tǒng)，緊接著，在其它機(jī)型上也安裝了 PC 控制系統(tǒng)。今天，TVI 僅使用基于 PC 的控制系統(tǒng)“。我 們信任倍福，因?yàn)槲覀円呀?jīng)見(jiàn)識(shí)過(guò)公司的高創(chuàng)新水平。 我們充分肯定并高度評(píng)價(jià)倍福與我們的直接溝通及快速 響應(yīng)，特別是我們需要維修時(shí)?！盩homas Vo?lkl 補(bǔ)充道。
可靠性、速度和精度都是基本要求
肉類分配機(jī)必須超快速和超精確，同時(shí)保持絕對(duì)干凈。由于肉的變質(zhì)速度快，因此加工的時(shí)間也必須很短。 德國(guó)的大型肉類加工廠每天每分鐘都會(huì)生產(chǎn)如肉片、肉 排、速烹牛排、燉牛肉及肉卷等經(jīng)典的新鮮紅肉。因?yàn)檫@些食物只能保鮮一周左右，所以速度一直是最關(guān)鍵的。 當(dāng)零售商進(jìn)行特別促銷活動(dòng)時(shí)，整個(gè)加工和物流鏈就會(huì)面臨更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。Thomas Vo?lkl 解釋說(shuō)道 :“定重包裝使得折扣店能夠更輕松地進(jìn)行特價(jià)銷售，只需按下按鈕即可修改價(jià)格。像“買二送一”這樣的促銷優(yōu)惠活動(dòng)會(huì)吸引很多顧客涌入商店，所有產(chǎn)品的銷量都會(huì)增加，而不僅僅只是肉類。例如，如果一家大型折扣連鎖店在下午 5 點(diǎn)時(shí)下了訂單，物品必須在次日上午 6 點(diǎn)前送到所有的德國(guó)配送中心。這就是為什么所有大型肉類加工廠的目標(biāo)是在白班時(shí)滿足 80% 的服務(wù)需求，還要考慮天 氣、即將到來(lái)的假期及其它因素。剩下的 20% 由夜班生產(chǎn)。像這樣的物流需要最大化的設(shè)備可用性、可靠性和靈活性，以及快速轉(zhuǎn)換時(shí)間且方便操作和清潔?！?/p>
首先，分配機(jī)必須能夠精確稱重和切割肉類，不會(huì)產(chǎn)生任何剩余或浪費(fèi)。使用 GMS 500 分配機(jī)，已經(jīng)冷卻或加熱到一定溫度的肉被放入管中，壓制成型和稱重。然后，一把旋轉(zhuǎn)的刀將肉切成薄片，其厚度由直線軸決定。倍福的控制和伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)確保能夠以最大速度和精度實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程。切割一次需要 250 至 500 毫秒的時(shí)間，這意味著該機(jī)器每小時(shí)最多可以生產(chǎn) 14000 片肉。 GMS 500 分配系統(tǒng)有 7 根伺服軸，由四臺(tái) AX5206 伺服驅(qū)動(dòng)器和帶 AG2210 行星齒輪減速機(jī)的 AM3021 伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。機(jī)器通 CX1030 嵌入式控制器和 TwinCAT 2 NC 軟件控制?？刂泼姘宀捎玫氖且慌_(tái)集成式 CP6901，帶 有不銹鋼邊框和一個(gè)齊平安裝的 12 英寸觸摸顯示面板。
基于 PC 的自動(dòng)化技術(shù)無(wú)處不在
一套完整的 TVI 肉品加工系統(tǒng)包括回火(包括急速凍)、切片、分配、裝入托盤、卸貨和再加工的最終控制和傳輸肉品到包裝機(jī)中。單臺(tái)機(jī)器可以組合，構(gòu)成完整的加工生產(chǎn)線。TVI 解決方案具有一致性的主要原因是倍福能夠提供種類非常繁多的產(chǎn)品系列，從 AM3021 伺服電機(jī)、AX5000 伺服驅(qū)動(dòng)器和 EL72xx 系列端子模塊到 EtherCAT I/O 和 CX20xx 及 CX51xx 系列嵌入式控制器，以及 TwinCAT 3 軟件和 12 英寸不銹鋼觸摸屏“。我們?cè)谖覀兊乃行略O(shè)備設(shè)計(jì)中都采用了這些組件，因?yàn)樗鼈冊(cè)谛阅?、衛(wèi)生要求和安裝方便等方面都滿足我們的要求。我們還在我們的一些機(jī)器系列中實(shí)施了 TwinSAFE 技術(shù)，而且我們的 AIR 520 裝盤機(jī)中也使用了采用單電纜技術(shù)(OCT)的 AM8000 伺服電機(jī)?！盩homas Vo?lkl 說(shuō)道。
良好的業(yè)務(wù)關(guān)系成就美好未來(lái)
“早在 8 年前，我們就在倍福公司控制和驅(qū)動(dòng)技術(shù) 一致的模塊化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上開(kāi)始了與倍福的合作。倍福一直讓我們都很滿意，因此我們繼續(xù)全心全意地保持著這一合作關(guān)系?！盩homas Vo?lkl 總結(jié)道“。既然我們自己是家高度創(chuàng)新的公司，我們需要像倍福這樣以創(chuàng)新為導(dǎo)向的合作伙伴，我們的配合非常默契。由于今天的設(shè)備開(kāi)發(fā)側(cè)重于靈活性，我希望看到盡可能多的預(yù)制模板和軟件模塊。這讓我們，作為設(shè)備制造商，能夠?qū)Ｗ⒂谖覀冏钌瞄L(zhǎng)的事情。”
Vo?lkl 補(bǔ)充道 :“經(jīng)過(guò)這么長(zhǎng)時(shí)間的合作后，TVI 與 MULTIVAC Sepp Hag- genmu?ller SE & CO.KG 之間的合作更加緊密了，提供能夠處理整個(gè)工藝過(guò)程的完整生產(chǎn)線，從肉類供應(yīng)到成品擺放和裝入托盤。作為這一關(guān)系的一部分，TVI 將利用 MULTIVAC 強(qiáng)大的銷售和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)軍新的市場(chǎng)。由于這兩家公司多年前都決定使用倍福的控制技術(shù)，因此我們可以共享各自的硬件和軟件專業(yè)知識(shí)。在我們的第一個(gè)合作項(xiàng)目中共使用了四臺(tái)帶有四根軸的龍門式機(jī)器人，每臺(tái)機(jī)器人每小時(shí)放置約 1600 公斤的豬排到熱成型托盤中。原先為三自由度 Delta 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)開(kāi)發(fā)的硬件和軟件適用于龍門式機(jī)器人 的 X/Y/Z/C 可以運(yùn)動(dòng)的軸。由于共享的硬件和軟件基礎(chǔ)使得過(guò)程變得相對(duì)容易，從而縮短了項(xiàng)目開(kāi)發(fā)時(shí)間。因此，MULTIVAC 和 TVI 能夠更加有效地關(guān)注客戶未來(lái)需求。最終，我們的合作非常成功。”
TVI 想要與倍福一起面對(duì)的另一個(gè)挑戰(zhàn)是安全技術(shù)的集成。為了滿足安全要求，TVI 未來(lái)將在所有機(jī)器上實(shí)施 TwinSAFE。Thomas Vo?lkl :“我們與倍福的合作也將更加緊密，在我們的最新開(kāi)發(fā)中充分利用諸如 TwinCAT 3、OCT 及多點(diǎn)觸控面板等創(chuàng)新自動(dòng)化技術(shù)?！?/p>
