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        無懼挑戰直驅技術突破高速水平包裝機極限

        時間:2022-06-10 18:56:35來源:科爾摩根

        導語:?在物聯網時代,由于消費者網上購物越來越頻繁,消費品的包裝需求也越來越大,隨著消費品包裝需求的持續激增和消費者網上購物習慣的養成,為了提升電子商務渠道的利潤率和收益,制造商轉而投向因渠道而異的差異化(比如不同的包裝和包裝尺寸),以緩解渠道沖突從而增加利潤。產品包裝的差異化需求對包裝設備也提出了更高的性能要求。

          1 包裝設備的性能提升需求有哪些

          以某個在市場中處于領先地位的高速水平包裝機OEM設備制造商為例:其包裝機采用加熱、固定時間和壓力相結合的方式,用一套壓接密封加熱條進行密封,通常應用于食品小吃等的包裝。這些密封條反向旋轉360度并在中間相遇,熔化一層塑料,將兩層膜接在一起。這是一道高度可重復的流程,要求機器每次做到相同的快速密封和切割,每分鐘要操作數百次。但是該包裝機器在效率、靈活性和產量方面受到諸多物理限制,因此急需尋找一種能夠滿足其終端用戶生產需求的運動控制方案。系統設備性能提升的要求如圖2所示。

        高性能的 CDDR 模塊化直驅電機.png

        圖 1 高性能的 CDDR 模塊化直驅電機

        某 OEM 包裝機設備制造商對系統性能提升的要求.png

         圖 2 某 OEM 包裝機設備制造商對系統性能提升的要求

          2 科爾摩根直驅技術助力設備升級

          面對包裝機制造商的設備提升要求,科爾摩根迎難而上,通過制定一套完整的方案驗證、實施流程,為客戶推薦了高性能的CDDR模塊化直驅電機,幫助客戶突破高速水平包裝機的極限,實現性能和盈利能力的雙重保障。

          3 階段一 評估當前機器限制

          項目前期,科爾摩根運動控制專家對該客戶當前的機器開展了深入研究,發現傳統的齒輪箱系統存在若干限制和挑戰,見圖3所示。

         

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        圖 3 傳統齒輪箱系統的限制與挑戰


          4 階段二 建立概念驗證

          在評估了設備當前的限制后,運動控制專家提出了:“用兩個直驅電機分別連接到每個氣缸來替代包裝機的單一電機會怎么樣?”的疑問,并開始建立概念驗證。

          科爾摩根意大利技術經理 Fabio Silvestrini指出: “我們想要得到的是可以輕松集成到現有生產線中的解決方案,所以我們從創建易于集成的封閉模塊開始著手。” 通過使用兩個模塊化直驅旋轉(CDDR)電機取代現有的齒輪箱, 可使兩根加熱條彼此獨立控制, 有助大大提升性能,從而通過更加精準的密封提高生產速度。同時使用科爾摩根的AKD PDMM可編程多軸控制驅動器來控制電機的運動控制。它允許每根加熱條有自己的移動速度和集成反饋回路,在生產過程中可以自動調整。

          

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        圖 4 AKD PDMM 可編程多軸控制驅動器

          5 階段三 驗證概念機

          創建概念機驗證機器之后,科爾摩根對它進行了數項性能測試,使用兩臺 CDDR 電機配合驅動器增加了系統的精度:兩根加熱條之間的偏差更加精確,可以更精準地掌握剪切或進給長度,角位置控制也更準確。這種精準帶來了幾項性能上的增益,如圖5所示。

        系統使用兩臺 CDDR 電機配合驅動器,增加了系統的精度.png

        系統使用兩臺 CDDR 電機配合驅動器,增加了系統的精度2.png

        圖 5 系統使用兩臺 CDDR 電機配合驅動器,增加了系統的精度

          概念機驗證中使用的這種雙驅功能不僅創造了性能優勢,設計也更加簡單。齒輪的減少可以降低整體維護和噪音,也不會對產品造成機油污染。這也提高了機器的帶寬,停機時間減少,需要更換的零件減少,對結構的變更也更少。

          6 階段四 準備投產和未來創新

          Silvestrini表示:“這臺概念機驗證過程向OEM原始設備制造商演示了先進的運動控制如何提高效率、產量和每分鐘為終端用戶生產的件數。這看似一件不可能完成的任務,但科爾摩根做到了,從初始概念和期望,到形成可供其他包裝行業原始設備制造商采用的可行性概念驗證。”

          這種封閉模塊設計不需要太多的調整和校準,即可集成到包裝系統中并幾乎可以立即投入生產。機器消耗的材料更少, 生產的速度更快, 產品能夠更快進入市場, OEM原始設備制造商生產的靈活性也變得更高。

          概念驗證設計中提供的這種先進運動控制,讓OEM 原始設備制造商可以重新構想其包裝機的各種可能。

          7 小結

          隨著消費品需求的持續加速和制造商對提高利潤的不懈追求,雙驅所帶來的性能提升使得OEM原始設備制造商能夠為終端用戶提供一種既滿足需求又保證利潤的解決方案。科爾摩根始終致力于應對最艱巨的性能挑戰,設計幾近完美的解決方案,解決客戶“痛點”,與客戶共進退,提升客戶盈利能力及市場競爭力。


        標簽: 包裝機械直驅電機

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