1 背景

在食品饮料、化妆品等行业，包装消费品生产商正在要求不断扩大包装选择范围。消费品生产商需要适应不同的包装种类、码垛方式以及产品内容，这为机械制造商在实现快速换型和高度柔性方面带来了极大挑战。在一定程度上，当前许多机器仍然能够提供这种柔性生产，然而，每一种新选择都会增加机器的复杂性，降低其效率并最终影响总拥有成本。

很快，甚至连伺服控制的输送带也无法以高性价比的方式跟上这种变化。但是，贝加莱具有独立动子的智能输送系统，不仅可以使生产过程变得更敏捷，还能提高资产效率。

图1 智能输送系统

2 智能输送系统的应用

这并不是贝加莱第一次看到向更柔性的包装机转变，早在几年前，贝加莱就目睹了机械凸轮向现代伺服技术的转变。柔性化和优化OEE的要求不断提高，成为机器下一步发展的良好时机。

传统包装线可以通过两种方式中的任意一种进行设计。其一是通过间歇式生产，产品从一个工位输送至另一个工位，在填充、涂胶、包装中的每一步都会有停留。采用此种方法的缺点是生产循环时间由最慢的工位决定。另一种可行的方式是连续运动，其中工位随输送带一起运动，转盘式灌装就是一个很好的应用例子。

使用传统伺服技术，必须在以上两种设计方式中任选其一，用户无法将它们进行混合使用。这恰好是具有长定子直线电机技术的智能输送系统发挥作用之处。这些系统由一个椭圆形轨道的电机定子和任意数量的动子组成。在最先进的设计中，动子通过磁力保持在轨道上的适当位置并由电磁驱动。

采用智能输送系统这种新技术具备最大的优势是，用户可以使每一个动子独立于其它动子运动。动子可以以不同的速度运动、停止甚至向后方运动。速度和加速度也可以适应不同的生产步骤。这种产品、过程和结构间的解耦设计使高柔性和高生产率成为可能。动子运动甚至还可以用作CNC或机器人应用中的附加轴。

当用户考虑动子的动态加速度时，智能输送系统能够显著减少包装循环时间，有时甚至可以减少一半的时间。将过程与机械设计分开时，运动曲线由每个单独的产品定义，而非机器的物理限制。

尽管生产速度大大提高，但是智能输送系统并不要求包装过程本身做出任何改变。智能输送系统所做的只是优化生产过程中各工序间的物品输送方式。基本上，智能输送系统允许用户对异步过程进行同步，具有不同循环时间的众多不同生产任务汇集在一起，形成一个连续的过程。

图2 磁性动子可以非常轻松地被装上或拆下轨道

图3 每个动子都可以变速，停止甚至向后运动-彼此之间相互独立

3 智能输送系统提高资产效率

高生产速度带来了便利，但是对于柔性生产和OEE改进而言，用户还需要将它与快速换型相结合。智能输送系统有两种有助于加速换型的方式。一方面，用户可以以软件映射的方式实现大部分换型工作；另一方面，用户可以非常轻松地在轨道上添加或移除磁力输送装置。

智能输送系统还可以大大简化机器架构。通过使用简单有效的软件配置取代机械结构，可以消除电机驱动的传动链、皮带和齿轮。最终，有效降低维护成本。

图4 SuperTrak仿真工具涵盖机器人同步的设计

一些公司在犹豫是否尝试新技术，苦于实施成本的难预测性。值得一提的是，通过使用贝加莱智能输送系统，将改变这个问题。贝加莱提供的仿真工具甚至可以将同步的机器人考虑在内。采用仿真工具可以对轨道进行定制化仿真，从而通过使用智能输送系统实现现有的包装过程，机器操作员可以明确轨道的长度以及传动子的数量。仿真工具还可以用于执行虚拟试生产。智能输送系统助力用户轻松地优化生产过程，提高资产效率。

摘自《自动化博览》2018年7月刊