配備 XTS 系統(tǒng)的披薩盒包裝機(jī)取代了三臺傳統(tǒng)包裝機(jī)和產(chǎn)品輸送系統(tǒng)

新冠病毒疫情的沖擊加速了食品飲料行業(yè)的變化，快消品（CPG）制造商、合同包裝商及其供應(yīng)商必須大幅提高其產(chǎn)品靈活性，才能滿足呈指數(shù)級增長的需求。因此，美國 OEM 廠商 Brenton 為其側(cè)裝紙箱包裝機(jī)配備了 XTS 柔性輸送系統(tǒng)，該系統(tǒng)現(xiàn)在不僅提高了產(chǎn)品進(jìn)料的靈活性，而且加快了轉(zhuǎn)換速度。此外，包裝機(jī)在經(jīng)過重新設(shè)計后，其體積也減小了很多。

Brenton 公司主要為食品、飲料和制藥行業(yè)生產(chǎn)集成式后道包裝系統(tǒng)，包括紙箱包裝、裝盒、機(jī)器人碼垛和物料輸送。公司成立至今已有 30 年，目前隸屬于 ProMach 集團(tuán)。一家美國大型合同包裝商邀請 Brenton 一起合作，共同完成一項頗具挑戰(zhàn)性的速凍披薩包裝任務(wù)。這家快節(jié)奏的工廠要求包裝機(jī)能夠隨機(jī)定時進(jìn)料，以及處理 26 個不同的速凍披薩 SKU，這些 SKU 有些采用紙盒包裝，有些則采用簡單的塑料薄膜收縮包裝。“這個應(yīng)用需要我們消除不同規(guī)格的產(chǎn)品切換所耗費(fèi)的大量時間，給我們提出了不小的挑戰(zhàn)。從 10 英寸到 15 英寸披薩的切換需要耗時的機(jī)械調(diào)整?！盉renton 公司技術(shù)副總裁 Mike Grinager 解釋道?！拔覀冞€必須在不損壞產(chǎn)品的前提下實(shí)現(xiàn)每分鐘 15 個紙箱的高吞吐量。由于披薩在包裝生產(chǎn)線上減速運(yùn)轉(zhuǎn)時，會以不同的方向堆放 15 個不同高度的披薩，因此情況會變得非常復(fù)雜?！?/p>

XTS 磁驅(qū)柔性輸送系統(tǒng)是 Brenton 公司 M2000 包裝機(jī)的核心，如上圖：XTS 系統(tǒng)帶著一串裝有披薩的桶狀物繞過 180 度的轉(zhuǎn)角，抓緊并穩(wěn)定披薩堆

智能輸送技術(shù)助力輕松實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品差異化

考慮到這些需求，Brenton 公司最終決定，為公司最受歡迎的 M2000 間歇式側(cè)裝紙箱包裝機(jī)配備一套機(jī)電一體化線性輸送系統(tǒng)?！耙彩沁@個決定讓 Brenton 找到了倍福的 XTS 磁驅(qū)柔性輸送系統(tǒng)，我們發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)可以即時適應(yīng)這些產(chǎn)品變化?！盙rinager 說道。“我們利用 XTS 系統(tǒng)開發(fā)了一款 M2000 包裝機(jī)，它能夠以完全隨機(jī)的進(jìn)料時間熟練地處理所有披薩形狀、方向和產(chǎn)品規(guī)格，包括展示用包裝和散裝。”

升級后的 M2000 包裝機(jī)現(xiàn)在配備一根 5.5 米長的 XTS 軌道，有 12 個動子控制產(chǎn)品進(jìn)料。作為一款真正的機(jī)電一體化解決方案，XTS 系統(tǒng)所具備的線性電機(jī)特點(diǎn)與不斷循環(huán)運(yùn)動的動子相結(jié)合，運(yùn)行路徑可以是開放式的，也可以是封閉式的，支持最多樣化的幾何形狀。動子最顯著的特點(diǎn)就是能夠在運(yùn)動中產(chǎn)生夾緊力：兩個同步運(yùn)動的動子協(xié)同工作，以預(yù)定的力抓取裝在桶中的披薩堆，并將它們固定，以便快速、可靠地輸送至紙箱包裝步驟?！斑@就是這臺包裝機(jī)的魅力所在，它可以處理一疊 15 個熱收縮包裝的圓形披薩，并能迅速適應(yīng)已經(jīng)在方形包裝中的披薩的進(jìn)料，所有這些步驟都能在最少的轉(zhuǎn)換時間內(nèi)完成?！盡ike Grinager 說道。XTS 系統(tǒng)還能夠輕松補(bǔ)償進(jìn)料過程中不同的進(jìn)料時間，因?yàn)閯幼涌梢詿o距離限制地移動，能夠在裝載工位前緩沖產(chǎn)品，從而能夠在需要時為其它生產(chǎn)過程節(jié)省更多的時間。Mike Grinager 繼續(xù)說道：“XTS 系統(tǒng)能夠?qū)⒍询B好的披薩移入紙箱中，顯著減少了堵塞和停機(jī)時間，我們評估的所有其它系統(tǒng)都做不到這一點(diǎn)?！笨紤]到堆垛較高的披薩的重量，Brenton 公司的第一個 XTS 應(yīng)用必須能夠解決這類應(yīng)用中重負(fù)載的輸送問題。因此，Brenton 整合了 HepcoMotion 公司專為 XTS 設(shè)計的 GFX 軌道系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠承受更大的負(fù)載。

XTS 控制器采用的是倍福的 C6930 控制柜式工業(yè) PC。包裝機(jī)控制器連接到一臺 15 英寸的 CP2915 多點(diǎn)觸控控制面板顯示器。盡管涉及高度動態(tài)的運(yùn)動控制，但 XTS 系統(tǒng)僅利用了工業(yè) PC 約 15% 的計算性能，為實(shí)施其它自動化功能儲備了足夠的性能。

一臺性能強(qiáng)大的 C6930 控制柜式工業(yè) PC 與超高速 EtherCAT 通信系統(tǒng)及相應(yīng)的 EtherCAT I/O 端子模塊一起，用來控制 XTS 及其它設(shè)備功能

Brenton M2000 的后續(xù)迭代系列還配備了EtherCAT I/O 系統(tǒng)中的 EL 系列高速 EtherCAT 端子模塊，包括 8 通道的高密度型號?！氨陡５?EtherCAT I/O 系統(tǒng)與其它現(xiàn)場總線之間的互操作性可以簡化集成工作，給我們提供了很大幫助?！盡ike Grinager 說道?！皩?Brenton 工程團(tuán)隊來說，也很容易建立與 EtherNet/IP 設(shè)備的連接，EtherCAT 速度極快，并具有極高的同步性，因此非常適合用作 XTS 等機(jī)電一體化系統(tǒng)的總線。”倍福美國公司的應(yīng)用工程師 Patrick Triemert 補(bǔ)充說道。

XTS 系統(tǒng)助力大幅提升包裝機(jī)的吞吐量

XTS 系統(tǒng)極大地提升了 Brenton 公司 M2000 包裝機(jī)的吞吐量。M2000 現(xiàn)在最多能夠?qū)?41 個不同的 SKU 分開裝箱，每分鐘可裝 27 箱，即每分鐘裝箱 140 個速凍披薩。該款包裝機(jī)還能夠?qū)崿F(xiàn) 26 種不同的包裝模式，包括更復(fù)雜的展示用包裝模式和商業(yè)化包裝模式，吞吐量為每分鐘 12.5 箱?！耙慌_配備 XTS 系統(tǒng)的 M2000 包裝機(jī)實(shí)際上可以完成三臺傳統(tǒng)紙箱包裝機(jī)的工作?！盡ike Grinager 說道。

XTS 系統(tǒng)的使用消除了很多更換步驟，其它進(jìn)料裝置更換所需的停機(jī)時間從 30 分鐘減少到 5 分鐘。M2000 進(jìn)料段的工程時間節(jié)省了至少 200 個小時，進(jìn)料段中諸如鏈條、飛行器、推桿和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等部件減少了約 100 個，因此復(fù)雜性大大降低。

在這之后，Brenton 公司收到了合同包裝公司的第三份訂單，并且還收到其他客戶對其它配備 XTS 系統(tǒng)的包裝機(jī)的詢價。XTS 除了支持 Brenton 在成熟的包裝市場中持續(xù)增長之外，它還為這家 OEM 制造商開辟了很多新的項目類型，尤其是在制藥應(yīng)用方面，可以鞏固和擴(kuò)大市場份額?！癤TS 還為我們的新包裝機(jī)設(shè)計項目提供支持，而如果是在以前，我們很可能會放棄這些項目。我們現(xiàn)在有了新的、速度更快、更靈活的設(shè)計方案，可以減少 50% 的設(shè)備體積。在我們第一次使用 XTS 系統(tǒng)就取得成功之后，我們正在對針對食品工業(yè)的 XTS 衛(wèi)生型系統(tǒng)以及 XPlanar 平面磁驅(qū)柔性輸送系統(tǒng)進(jìn)行研究，以滿足行業(yè)中最具挑戰(zhàn)性的物料輸送要求。”Grinager 說道。