ProMach旗下有30多个包装机械品牌,广泛应用于食品、饮料、制药、个人护理用品、家居用品和工业用品等行业领域。2017年,总部位于威斯康星州Waukesha的ProMachFillingSystems公司推出了用于灌装和封盖系统的XACT-FIL™设备生产线,以满足客户对高精度和卫生灌装,同时显著减少设备占地面积的要求。ProMachFillingSystems与倍福美国分公司开展了广泛的合作,在非常紧迫的时间内使用基于PC的控制技术开发XACT-FIL。新的称重式灌装机需要在2017年的PackExpo国际包装展会上展出,但在2017年年初,他们仍未完成设计。模块化机械设计非常灵活,用途非常广泛,应用范围包括由聚乙烯、金属和玻璃制成的容量最小1盎司、最大5加仑的容器,可以用于灌装如酱汁、牛奶和橄榄油等液体类食品,以及灌装如汽车行业所用的油漆、化学品和润滑剂等非食品类产品。此款设备不仅能够灌装常温液体,还可以灌装低温或高温液体。ProMach可以提供各种封盖装置以及完整的生产线。
带18.5英寸触摸屏和多点触控功能的CP3918控制面板可用作先进、直观的用户界面
用于实现三轴协同运动系统的AX5000紧凑型伺服驱动器可轻松安装到体积较小的控制柜中
PC控制系统确保精度并提升生产效率
这类系统的特点是都采用非接触式灌装,可以防止容器以及设备的运输和灌装单元受到污染,并让无菌包装能够满足严苛的质量和食品卫生标准。“在非接触式灌装过程中,喷嘴漂浮在容器开口上方,距离通常约为四分之一英寸。”ProMachFillingSystems工程副总监CesaryMroz解释道。非接触式灌装的先决条件是将容器精确定位在灌装喷嘴下,并实时控制灌装重量。XACT-FIL设备使用螺杆进料装置将空容器装载到转盘上,在这里,旋转的灌装机将液体产品分配到容器中。在各个灌装工位下方的称重传感器负责检查每个容器的重量,每秒最多可以检查5000次,直到达到所需的灌装液位。然后将容器移至封盖机。
协调设备快速而精确的上料、灌装和封盖顺序需要强大的自动化、运动控制和I/O系统。与PC控制系统和EtherCAT高速现场总线的同步不仅满足了所有给定的要求,而且还保证了0.5%或更高的灌装重量精度。倍福应用工程师KurtSchneider说道:“EtherCAT和TwinCAT让阀门输出和称重传感器测量能够以200μs的循环时间同步扫描 PLC 代码,这样可以实现更严格的整体阀门响应时间和精度。”新型XACT-FIL系统每秒的称重数量大约翻了两番,从每秒1200次增加到5000次。
减少占地面积,提高洁净度
所有控制任务均由安装有用于PLC、 运动控制 和HMI功能的TwinCAT3自动化软件的CX5140嵌入式控制器执行。CesaryMroz解释说,DIN导轨安装的嵌入式控制器显著减小了控制柜的尺寸,同时仍然提供了足够的处理能力,以提高可靠性和吞吐量。还包含一张作为备份的CFast卡,卡里装载了所有的PLC和运动控制的所有程序,以确保在万一发生故障时可用。
带18.5英寸触摸屏和多点触控功能的CP3918控制面板可打造先进、用户友好的HMI。“倍福提供多种外观样式的多点触控面板,可与可扩展的HMI软件选项配合使用,可以为任何屏幕尺寸和我们需要满足的各种客户要求提供最佳解决方案。”CesaryMroz说道。
AM8841不锈钢伺服电机通过快慢螺钉控制灌装机和封盖机,并支持IP69K冲洗环境。AX5000伺服驱动器内置有电源滤波器,为实现结构紧凑的三轴协同运动系统提供了基础,可轻松安装到体积较小的控制柜中。将动力和反馈系统整合在一根标准电缆中的单电缆技术(OCT)进一步减少了占地面积。更少的电缆也意味着更少的清洁卫生工作量。EtherCAT用作驱动总线和I/O系统,在实现实时通信的同时进一步缩小了外形尺寸,倍福威斯康星区域销售经理TomRetzlaff说道:“回转型灌装机在空间上有比较大的限制,因此结构超紧凑的EtherCAT高密度端子模块非常适合这类应用。”
结论
新一代模块化称重式灌装机凭借倍福开放、灵活的PC控制系统满足各种需求。XACT-FIL所需的零件数量被减少了25%,整体设备占地面积减少了30%。EtherCAT助力结构紧凑且易于清洁的系统提升测量速度和精度,从而提高吞吐量。
插接有EtherCAT端子模块和TwinSAFE端子模块的高性能CX5140嵌入式控制器节
省了控制柜的安装空间,确保实现快速高精度同步控制