虹科方案 | 使用IO-Link wireless技術(shù)提高包裝機械生產(chǎn)線的靈活性

背景

包裝機械制造商正面臨著大規(guī)模定制和客戶動態(tài)需求的新挑戰(zhàn)。隨著包裝機械設(shè)計向工業(yè)4.0邁進，靈活性、更高的吞吐量和減少停機時間成為關(guān)鍵要求。柔性制造系統(tǒng)需要具備快速更換新產(chǎn)品類型、重新安排操作以及根據(jù)產(chǎn)量和產(chǎn)能的重大變化進行調(diào)整的能力。因此，包裝機械比以往任何時候都更需要具備模塊化、適應(yīng)性和靈活性。

工業(yè)通信新發(fā)展：基于IO-Link wireless實現(xiàn)電纜級控制和監(jiān)測

對于機器制造商來說，缺少能夠處理高性能和快速運動機器部件的無線通信方案是一個關(guān)鍵問題。傳統(tǒng)的無線解決方案無法滿足對低延遲、可擴展性要求，也無法滿足支持在單個機器區(qū)域內(nèi)布置數(shù)百個傳感器和執(zhí)行器以及電纜級可靠性的苛刻要求。IO-Link Wireless是專為高性能無線工廠自動化通信而設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)，該技術(shù)可以滿足上述需求。

包裝機械的無線通信

IO-Link Wireless專用于在惡劣的工廠環(huán)境中對快速移動的機器部件進行實時控制和監(jiān)控。因此，在包裝機械的整個設(shè)計和開發(fā)階段，它都可用于以下方面：

• 用于安裝在運輸軌道系統(tǒng)獨立移動設(shè)備上的傳感器和執(zhí)行器的無線通信；
• 用于機器人和協(xié)作機器人的末端效應(yīng)器和線性軌道的無線通信；
• 對模塊單元、旋轉(zhuǎn)臺、轉(zhuǎn)盤和其他動態(tài)旋轉(zhuǎn)部件上的傳感器和執(zhí)行器進行無線控制和監(jiān)測；
• 用于預(yù)測性防護、機器性能優(yōu)化和分析的無線傳感器數(shù)據(jù)收集。

IO-Link Wireless使包裝機械制造商能夠滿足具有挑戰(zhàn)性的要求，具體如下：

• 在一臺機器內(nèi)支持各種不同類型的包裝變化(尺寸、重量、形狀、材料等)；
• 減少或消除不同包裝類型之間的轉(zhuǎn)換和設(shè)置時間；
• 減少應(yīng)用新封裝設(shè)計的成本和上市時間；
• 在運動中執(zhí)行操作，提高機器產(chǎn)能；
• 減小機器占地面積；
• 為未來產(chǎn)品提供簡單的升級；
• 預(yù)測性維護和減少停機時間；
• 降低維護成本—減少機器零件、降低磨損、預(yù)防性維護；
• 衛(wèi)生設(shè)計—減少電纜、鏈條和皮帶；
• 簡化機器的現(xiàn)場拆卸和組裝流程。

應(yīng)用舉例

1. 獨立移動運輸軌道的無線自動化

獨立移動運輸軌道系統(tǒng)正成為包裝消費品、食品飲料和汽車等行業(yè)新機器設(shè)計的關(guān)鍵要素。然而，這些移動裝置在實時控制和監(jiān)控方面受到有線IO和通信的限制，令人望而卻步。例如，在控制真空泵或機械手方面，這些機械手被放置在移動車上以抓取和固定不同類型的產(chǎn)品，并在移動過程中根據(jù)所處理產(chǎn)品的不同重量、尺寸和形狀進行自動調(diào)整。移動車缺乏持續(xù)的傳感器數(shù)據(jù)通信能力，無法對每個移動裝置進行預(yù)測性維護和分析，如振動、接近度和重量。

獨立移動運輸系統(tǒng)現(xiàn)在可以通過IO-Link無線通信與傳感器和執(zhí)行器進行集成。這樣移動裝置就能利用各種工具(如機械手或真空泵)獨立操縱物體。產(chǎn)品可以在持續(xù)運動中以最靈活和同步的方式進行處理。無線連接還意味著減少了機械部件，從而降低了機器的占地面積和維護成本。工具的更換和安裝時間可以減少到最低限度，通過每個移動裝置上的多個傳感器可以輕松增加狀態(tài)監(jiān)測功能。

2. 機器人、協(xié)作機器人和旋轉(zhuǎn)部件的無線控制與監(jiān)測

包裝過程通常涉及旋轉(zhuǎn)設(shè)備，以及位于旋轉(zhuǎn)平臺或轉(zhuǎn)盤（如灌裝機或封蓋機）周圍的多個工作單元，需要多個傳感器和I/O。此類平臺的旋轉(zhuǎn)特性使得設(shè)備連接受到很大的限制，而IO-Link Wireless技術(shù)則提供了將傳感器和I/O直接集成到旋轉(zhuǎn)部件中的解決方案。因此，無線連接減少了維護工作，提高了靈活性，并能夠在不同需求中靈活增加或減少I/O。

機器人和協(xié)作機器人被用于整個包裝線上的產(chǎn)品和包裝的裝載、卸載和放置。與這些機器人上的末端執(zhí)行器進行通信需要外部布線，布線過程復(fù)雜且成本高昂。布線還限制了機械臂運動的靈活性，增加了總的載荷。無線解決方案消除了沿機械臂運行的電纜和其他配件，從而提高了靈活性并降低了維護成本和意外停機時間。

3. 改造升級工廠以進行預(yù)測性維護和分析

測量和分析包裝生產(chǎn)線的性能有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量、減少浪費、提高生產(chǎn)線速度、防止意外停機和規(guī)劃未來的優(yōu)先事項。這種優(yōu)化需要以經(jīng)濟高效地方式從現(xiàn)有和新機器上的眾多傳感器中收集有意義的數(shù)據(jù)。

虹科IO-Link Wireless解決方案可在單個機器區(qū)域內(nèi)從包裝機的數(shù)百個傳感器收集最佳數(shù)據(jù)。該方案被設(shè)計用于在干擾、振動和噪音等非常惡劣的環(huán)境中工作，因而可以簡單且高效地改造和翻新現(xiàn)有機器上的眾多設(shè)備，并簡化搬遷、升級和新機器的部署工作。

總結(jié)

無線通信對機器制造商的價值體現(xiàn)在機器生產(chǎn)、開發(fā)、交付、部署以及制造商工廠的持續(xù)性支持等多個階段。設(shè)備本身也能從機器的無線連接中獲益，如縮短更換時間、減少停機時間和維護時間、減少占地面積以及充分的靈活性和模塊化。

虹科愿與機器制造商、工業(yè)設(shè)備制造商(運輸軌道制造商、傳感器制造商、機械手/泵制造商等)和領(lǐng)先的制造工廠合作，為包裝機械提供創(chuàng)新和獨特的無線通信解決方案，如IO-Link Wireless解決方案。該方案基于IO-Link Wireless全球標(biāo)準(zhǔn)，適用于惡劣的工廠環(huán)境和運動控制應(yīng)用，為全球數(shù)百萬傳感器、執(zhí)行器和工業(yè)設(shè)備提供最可靠的無線連接。