傅昆，《亞洲控制工程》
數(shù)千年來，對技術與美的追求和塑造，讓中國的陶瓷發(fā)展史已經(jīng)成為中國民族發(fā)展史的一個剪影。而作為南國瓷都的佛山，則完全可稱之為剪影里面最靚麗的一道“風景”——南風古灶，五百年窯火不斷，石灣公仔，享譽中外。佛山陶瓷生產(chǎn)始于唐，興于宋，盛于明清，時至今日佛山已成為中國最大的陶瓷產(chǎn)地之一。
在這里，也同樣匯聚了中國最為領先、門類最為齊全的陶瓷設備提供商——佛山明協(xié)精密機械有限公司無疑是其中之一。作為一家精于設計、制造和銷售陶瓷機械的公司，佛山明協(xié)憑借代表陶瓷加工技術最高水平的陶瓷印花機系列，以及上下磚機系列、翻轉(zhuǎn)臺及布料車等配套設備，在市場上占據(jù)了領先地位。而另一方面，現(xiàn)代商業(yè)如逆水行舟，不進則退，佛山明協(xié)同樣面臨著行業(yè)越來越激烈的競爭壓力，其總經(jīng)理朱永亮先生則一直在思考著如何進一步提高設備可靠性和加工效率，不斷提升品牌價值，從而打破現(xiàn)狀，保持其陶機業(yè)務的持續(xù)競爭力。
最好的試驗場
五顏六色，流光溢彩的現(xiàn)代陶瓷品，實在可以堪稱是一件件美不勝收，讓人嘆為觀止的“藝術品”。而能夠以現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)的效率完成這種種個性化藝術品的陶瓷印花機，毫無疑問是陶瓷生產(chǎn)過程中工藝最為復雜，對速度和精度要求最高的設備之一。
更為重要的是，無論是坯料制備、制模、成型、干燥、施釉、裝燒還是印花過程，其原料和工藝決定了生產(chǎn)“藝術品”的陶瓷印花機卻必須工作在高溫、高濕、腐蝕性、多粉塵等惡劣環(huán)境中，因而，堅固、穩(wěn)定與可靠成為印花設備上對變頻驅(qū)動等電氣裝置的首要要求。正如汽車拉力賽總會選擇最為惡劣的賽道環(huán)境作為汽車性能試驗場，陶瓷印花機也成為了高品質(zhì)變頻器的最好試驗場。
西門子SINAMICS V20變頻器正在這一試驗場中大顯身手。“-15%~+10%適合更寬的供電電壓范圍，高達60 °C的運行溫度，優(yōu)化的通風冷卻設計配合涂層電路板增強環(huán)境適應性，霜凍和冷凝保護功能防止電機在極端環(huán)境條件下受潮,異常不停機模式能夠保證不間斷的加工生產(chǎn)……，”，西門子運動控制業(yè)務陶瓷行業(yè)經(jīng)理董之峰認為，“V20的種種堅固性和可靠性設計，以及西門子品牌代表的高質(zhì)量產(chǎn)品，讓我們完全通過了陶瓷行業(yè)的嚴苛試驗場環(huán)境。”
快而準
陶瓷業(yè)印花機將半成品瓷磚磚坯經(jīng)過施釉后，在磚坯上印上各式各樣的圖案，以利于磚坯的進一步處理。作為復雜度最高的中間環(huán)節(jié)，印花工序的高效和穩(wěn)定直接影響著整個生產(chǎn)進度和效益。可以說，如何以大規(guī)�，F(xiàn)代生產(chǎn)的效率實現(xiàn)精美的印花效果，一直是陶瓷印花機追求的終極目標。
“MXB600步進平板式陶瓷印花機和上下磚機是我們的拳頭產(chǎn)品，每年該設備的市場需求量高達數(shù)千套，因此，變頻驅(qū)動裝置帶來的每一次效率提升和設計優(yōu)化，都可以讓我們的競爭力提升一個新的層次”，佛山明協(xié)總經(jīng)理朱永亮表示。
明協(xié)MXB600型步進平板印花機由夾磚機構(gòu)、托磚機構(gòu)、印花機構(gòu)、布釉機構(gòu)和絲網(wǎng)機構(gòu)等部分組成。核心是使用PLC Smart S7-200控制三臺變頻器，進而控制三個工位電機的動作，對流水線傳送過來的瓷磚完成印花工序。為了提高瓷磚的印花效率，明協(xié)希望進一步提高單位時間的噴頭往復次數(shù)。此外，也需要變頻器減小機械沖擊，從而降低蝸輪齒輪的機械磨損和噪聲。
通過對變頻器的各參數(shù)綜合分析和大量的印花設備實驗，西門子團隊發(fā)現(xiàn)在不同規(guī)格的瓷磚下， V20在33Hz時印花機每分鐘完成次數(shù)最多。如果一味增加變頻器輸出頻率，在一定的減速時間要求下會造成更大的停車制動壓力。“據(jù)此，我們將V20的頻率設定到33Hz，并優(yōu)化協(xié)調(diào)托磚機、入磚機和伺服臂擺動等工序，在最苛刻的減速要求下同樣滿足了印刷頻率要求。”
同比之下，使用SINAMICS V20明顯提高了生產(chǎn)效率：對于500mm瓷磚，V20可達46次/分鐘的印刷效率，效率提高2%；300mm瓷磚更是從原有的45次/分鐘提高到50次/分鐘， 效率增加11%！
實現(xiàn)這一目標并不容易。董之峰回憶道，“為了詳細和準確的掌握設備的運行工藝，同時減少新產(chǎn)品調(diào)試對客戶的影響，我們從該陶瓷機械設備制造廠花巨資購買了兩臺設備供實驗使用，并在工廠單獨安排了場地和技術人員負責調(diào)試。鑒于這是SINAMICS V20首次在要求如此嚴格的設備上運行，為了確保實驗一次成功，還特意邀請了2位英國的工程師到南京共同工作。”
簡單即美
對美的定義各有不同，對明協(xié)總經(jīng)理朱永亮而言，SINAMICS V20的最美之處莫過于降低成本——不但產(chǎn)品本身的經(jīng)濟性，更因其節(jié)能效果、簡單易用性幫助明協(xié)降低了更多總體成本。
對于變頻器需求量巨大的陶瓷機械廠，能耗一直是明協(xié)關心和創(chuàng)收的地方。在節(jié)能方面，SINAMICS V20所配備的控制技術能夠通過自動減少磁通來實現(xiàn)最佳的能量效率。通過多次實驗，西門子幫助明協(xié)找到了V20適合其印花機的最佳輸出頻率，極大地降低了原來的最高輸出頻率，節(jié)約電能20%左右！
無論是新機型快速上市的要求，還是實際陶瓷生產(chǎn)中較低的設備操作水平，無不要求變頻器的簡單易用，調(diào)試快速。在這一點上，西門子V20的設計給明協(xié)的工程師帶來了極大的便利：“通過連接宏和應用宏使 I/O設置無需配置冗長復雜的參數(shù)列表；使用 BOP（基本操作面板）接口模塊或參數(shù)下載器能夠輕松實現(xiàn)兩臺變頻器之間的參數(shù)傳輸；支持用戶自定義參數(shù)組，等等，都幫助陶機客戶減少對技術支持的需求，大大縮短設備調(diào)試時間，并減少維護成本。”
在佛山明協(xié)精密機械有限公司總經(jīng)理朱永亮看來，與西門子的合作的確是一項頗為明智的戰(zhàn)略抉擇，不僅提高了其產(chǎn)品效率，同時也提升了其品牌價值，為企業(yè)在陶瓷行業(yè)的可持續(xù)競爭力奠定了深厚的基礎。
可靠、高效和低成本——搭載著品質(zhì)出眾的西門子SINAMICS V20變頻器，明協(xié)陶瓷印花機讓陶瓷印花真正變成了省力又省心的“藝術創(chuàng)作”過程。
