無(wú)懼挑戰(zhàn)直驅(qū)技術(shù)突破高速水平包裝機(jī)極限

　　1 包裝設(shè)備的性能提升需求有哪些

　　以某個(gè)在市場(chǎng)中處于領(lǐng)先地位的高速水平包裝機(jī)OEM設(shè)備制造商為例：其包裝機(jī)采用加熱、固定時(shí)間和壓力相結(jié)合的方式，用一套壓接密封加熱條進(jìn)行密封，通常應(yīng)用于食品小吃等的包裝。這些密封條反向旋轉(zhuǎn)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(fù)的流程，要求機(jī)器每次做到相同的快速密封和切割，每分鐘要操作數(shù)百次。但是該包裝機(jī)器在效率、靈活性和產(chǎn)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(chǎn)需求的運(yùn)動(dòng)控制方案。系統(tǒng)設(shè)備性能提升的要求如圖2所示。

圖 1 高性能的 CDDR 模塊化直驅(qū)電機(jī)

　圖 2 某 OEM 包裝機(jī)設(shè)備制造商對(duì)系統(tǒng)性能提升的要求

　　2 科爾摩根直驅(qū)技術(shù)助力設(shè)備升級(jí)

　　面對(duì)包裝機(jī)制造商的設(shè)備提升要求，科爾摩根迎難而上，通過(guò)制定一套完整的方案驗(yàn)證、實(shí)施流程，為客戶推薦了高性能的CDDR模塊化直驅(qū)電機(jī)，幫助客戶突破高速水平包裝機(jī)的極限，實(shí)現(xiàn)性能和盈利能力的雙重保障。

　　3 階段一 評(píng)估當(dāng)前機(jī)器限制

　　項(xiàng)目前期，科爾摩根運(yùn)動(dòng)控制專家對(duì)該客戶當(dāng)前的機(jī)器開展了深入研究，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的齒輪箱系統(tǒng)存在若干限制和挑戰(zhàn)，見圖3所示。

圖 3 傳統(tǒng)齒輪箱系統(tǒng)的限制與挑戰(zhàn)

　　4 階段二 建立概念驗(yàn)證

　　在評(píng)估了設(shè)備當(dāng)前的限制后，運(yùn)動(dòng)控制專家提出了：“用兩個(gè)直驅(qū)電機(jī)分別連接到每個(gè)氣缸來(lái)替代包裝機(jī)的單一電機(jī)會(huì)怎么樣?”的疑問(wèn)，并開始建立概念驗(yàn)證。

　　科爾摩根意大利技術(shù)經(jīng)理 Fabio Silvestrini指出： “我們想要得到的是可以輕松集成到現(xiàn)有生產(chǎn)線中的解決方案，所以我們從創(chuàng)建易于集成的封閉模塊開始著手?！?通過(guò)使用兩個(gè)模塊化直驅(qū)旋轉(zhuǎn)(CDDR)電機(jī)取代現(xiàn)有的齒輪箱， 可使兩根加熱條彼此獨(dú)立控制， 有助大大提升性能，從而通過(guò)更加精準(zhǔn)的密封提高生產(chǎn)速度。同時(shí)使用科爾摩根的AKD PDMM可編程多軸控制驅(qū)動(dòng)器來(lái)控制電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制。它允許每根加熱條有自己的移動(dòng)速度和集成反饋回路，在生產(chǎn)過(guò)程中可以自動(dòng)調(diào)整。

圖 4 AKD PDMM 可編程多軸控制驅(qū)動(dòng)器

　　5 階段三 驗(yàn)證概念機(jī)

　　創(chuàng)建概念機(jī)驗(yàn)證機(jī)器之后，科爾摩根對(duì)它進(jìn)行了數(shù)項(xiàng)性能測(cè)試，使用兩臺(tái) CDDR 電機(jī)配合驅(qū)動(dòng)器增加了系統(tǒng)的精度：兩根加熱條之間的偏差更加精確，可以更精準(zhǔn)地掌握剪切或進(jìn)給長(zhǎng)度，角位置控制也更準(zhǔn)確。這種精準(zhǔn)帶來(lái)了幾項(xiàng)性能上的增益，如圖5所示。

圖 5 系統(tǒng)使用兩臺(tái) CDDR 電機(jī)配合驅(qū)動(dòng)器，增加了系統(tǒng)的精度

　　概念機(jī)驗(yàn)證中使用的這種雙驅(qū)功能不僅創(chuàng)造了性能優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)也更加簡(jiǎn)單。齒輪的減少可以降低整體維護(hù)和噪音，也不會(huì)對(duì)產(chǎn)品造成機(jī)油污染。這也提高了機(jī)器的帶寬，停機(jī)時(shí)間減少，需要更換的零件減少，對(duì)結(jié)構(gòu)的變更也更少。

　　6 階段四 準(zhǔn)備投產(chǎn)和未來(lái)創(chuàng)新

　　Silvestrini表示：“這臺(tái)概念機(jī)驗(yàn)證過(guò)程向OEM原始設(shè)備制造商演示了先進(jìn)的運(yùn)動(dòng)控制如何提高效率、產(chǎn)量和每分鐘為終端用戶生產(chǎn)的件數(shù)。這看似一件不可能完成的任務(wù)，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(yè)原始設(shè)備制造商采用的可行性概念驗(yàn)證?！?/p>

　　這種封閉模塊設(shè)計(jì)不需要太多的調(diào)整和校準(zhǔn)，即可集成到包裝系統(tǒng)中并幾乎可以立即投入生產(chǎn)。機(jī)器消耗的材料更少， 生產(chǎn)的速度更快， 產(chǎn)品能夠更快進(jìn)入市場(chǎng)， OEM原始設(shè)備制造商生產(chǎn)的靈活性也變得更高。

　　概念驗(yàn)證設(shè)計(jì)中提供的這種先進(jìn)運(yùn)動(dòng)控制，讓OEM 原始設(shè)備制造商可以重新構(gòu)想其包裝機(jī)的各種可能。

　　7 小結(jié)

　　隨著消費(fèi)品需求的持續(xù)加速和制造商對(duì)提高利潤(rùn)的不懈追求，雙驅(qū)所帶來(lái)的性能提升使得OEM原始設(shè)備制造商能夠?yàn)榻K端用戶提供一種既滿足需求又保證利潤(rùn)的解決方案?？茽柲Ω冀K致力于應(yīng)對(duì)最艱巨的性能挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)幾近完美的解決方案，解決客戶“痛點(diǎn)”，與客戶共進(jìn)退，提升客戶盈利能力及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。