總部位于德國(guó)伊爾斯霍芬的 Bausch+Ströbel 公司 50 多年來(lái)一直致力于為制藥以及相關(guān)行業(yè)開(kāi)發(fā)包裝和生產(chǎn)系統(tǒng)。公司的目標(biāo)是為客戶提供高效經(jīng)濟(jì)的技術(shù)解決方案，幫助他們應(yīng)對(duì)現(xiàn)代市場(chǎng)的挑戰(zhàn)。針對(duì)各種藥品容器的新型 ESA1025 貼標(biāo)機(jī)準(zhǔn)確地展示了如何通過(guò)倍?；?PC 的中央運(yùn)動(dòng)控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
基于 PC 的運(yùn)動(dòng)控制解決方案在
制藥業(yè)標(biāo)簽機(jī)中的應(yīng)用
Bausch+Ströbel 灌裝和包裝生產(chǎn)線在全球范圍內(nèi)用于在注射器、西林瓶、卡式瓶和安瓿瓶中灌裝高品質(zhì)的液體和粉末藥品。應(yīng)用范圍從清潔到消毒，再到貼標(biāo)和注射器組裝。例如，ME8081 料盒單元能夠高效、精確地存儲(chǔ)西林瓶和其它必需品，幫助優(yōu)化產(chǎn)品生產(chǎn)流程。該設(shè)備通常位于灌裝和包裝線的末端，尤其適用于具有大產(chǎn)出和高工藝可靠性的高性能系列，也可以與檢測(cè)設(shè)備或物體印刷相結(jié)合。
新型 ESA1025 貼標(biāo)機(jī)將所有伺服軸集成在一個(gè)中央 TwinCAT 控制器中
模塊化標(biāo)簽剝離機(jī)配備伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)
卷裝自粘不干膠標(biāo)簽用于給西林瓶以及類似的藥品容器貼標(biāo)。為了確保能夠特別快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行貼標(biāo)，并提高工藝可靠性，Bausch+Ströbel 最近為 ESA1025 貼標(biāo)機(jī)配備了全新的模塊化標(biāo)簽剝離機(jī)。由此可以帶來(lái)多方面的好處，包括高精度和高柔性貼標(biāo)，無(wú)需工具即可快速切換到其它物體和標(biāo)簽紙規(guī)格，以及通過(guò)倍福的伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)提高印刷質(zhì)量。同時(shí)，整個(gè)電氣系統(tǒng)和控制組件都集成到設(shè)備中以節(jié)省空間，因此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常緊湊。
僅工藝流程的高復(fù)雜性一項(xiàng)就對(duì)控制技術(shù)提出了高要求：
系統(tǒng)中的物體輸送：西林瓶通過(guò)進(jìn)料螺桿輸送，螺桿在系統(tǒng)運(yùn)行期間在主星輪上嚙合和分離，質(zhì)量慣性會(huì)降低系統(tǒng)速度。主星輪星距（比例）會(huì)根據(jù)物體的大小變化，它在進(jìn)料螺桿和電子凸輪開(kāi)關(guān)耦合時(shí)相關(guān)聯(lián)。出料輪與主星輪機(jī)械耦合，并且它們自身沒(méi)有驅(qū)動(dòng)。
積存：以標(biāo)簽剝離機(jī)的恒定速度實(shí)現(xiàn)，需要良好的同步性以防止標(biāo)簽起皺。
貼標(biāo)：標(biāo)簽剝離機(jī)循環(huán)運(yùn)行，即每 75 毫秒全速重啟無(wú)齒輪進(jìn)料卷筒標(biāo)簽。卷筒標(biāo)簽的進(jìn)料停止信號(hào)由一個(gè)可以檢測(cè)各個(gè)標(biāo)簽之間間隙的傳感器發(fā)出。一個(gè)專用邏輯確保即使在沒(méi)有標(biāo)簽的情況下也能正確定位（缺少觸發(fā)器）。用于標(biāo)簽帶進(jìn)料的伺服驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生視覺(jué)控制和印刷系統(tǒng)所需的高精度觸發(fā)信號(hào)。
選項(xiàng)：必要時(shí)可以額外集成一個(gè)驅(qū)動(dòng)器，以分離印刷過(guò)程和貼標(biāo)過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽卷筒連續(xù)運(yùn)行。還可以通過(guò)一個(gè)通過(guò)電子齒輪與主星相連的卷制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全方位視覺(jué)檢測(cè)，確保物體在任何設(shè)備速度下都能持續(xù)地以相同的角度旋轉(zhuǎn)。
在貼標(biāo)機(jī)內(nèi)處理西林瓶的方式是基于包括高性能運(yùn)動(dòng)控制在內(nèi)的先進(jìn)功能而設(shè)計(jì)的，以確保物體和所貼的標(biāo)簽都不會(huì)被損壞
Bausch+Ströbel 公司軟件開(kāi)發(fā)/標(biāo)準(zhǔn)化部門程序員 Gerald Kreft 介紹了對(duì)輸送藥品容器很重要的專用功能：“ESA1025 貼標(biāo)機(jī)還可以處理壁厚超?。ㄈ缥髁制浚┖?或易碎（如帶易碎環(huán)的安瓿瓶）的物體。此外，還必須確保貼標(biāo)對(duì)象在外觀上無(wú)任何損壞（例如在壓印方面）。因此，必須盡可能地進(jìn)行‘無(wú)壓力’輸送。”標(biāo)簽材料必須緊跟當(dāng)前發(fā)展趨勢(shì)，即從紙質(zhì)基材轉(zhuǎn)向壁厚最薄的塑料基材，Gerald Kreft 繼續(xù)說(shuō)道：“與紙質(zhì)標(biāo)簽基材相比，塑料標(biāo)簽基材更不穩(wěn)定，即更容易被拉伸變形。因此高速加工過(guò)程變得更加困難。但有了我們的新型標(biāo)簽剝離機(jī)，可以通過(guò)一臺(tái)獨(dú)立的伺服驅(qū)動(dòng)器分離印刷與貼標(biāo)過(guò)程，讓我們能夠快速和準(zhǔn)確地進(jìn)行印刷定位，即便采用的是塑料基材。”
中央控制架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)
在 ESA1025 的上一代版本中，用于標(biāo)簽剝離機(jī)的伺服電機(jī)和用于直通輸送的伺服電機(jī)分別通過(guò)單獨(dú)的伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行控制。Gerald Kreft 在解釋基于 PC 的中央運(yùn)動(dòng)控制器所帶來(lái)的優(yōu)化潛力時(shí)說(shuō)道：“單獨(dú)控制意味著必須建立、管理和維護(hù)多個(gè)通信路徑。此外，還必須分別處理和記錄多個(gè)軟件項(xiàng)目。我們能夠通過(guò)將所有的伺服軸集成到一個(gè)中央 TwinCAT 控制器中并實(shí)現(xiàn)更高水平的標(biāo)準(zhǔn)化降低總體成本。此外，由于倍福基于 PC 的控制系統(tǒng)采用集成式控制柜，因此能夠充分利用有限的安裝空間。”
ESA1025 的突出之處在于它配備了速度超快的標(biāo)簽剝離機(jī)，每小時(shí)最多能夠剝離 48,000 個(gè)標(biāo)簽。Gerald Kreft 指出：“實(shí)際能夠達(dá)到的最大吞吐量取決于被加工的材料，如西林瓶尺寸和標(biāo)簽長(zhǎng)度；但新型剝離機(jī)使其能夠減少對(duì)標(biāo)簽材料的依賴。將所有的伺服驅(qū)動(dòng)器整合到一個(gè)中央運(yùn)動(dòng)控制器中是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵，而且如前所述，還能最大限度地減少占用的空間。”它的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是無(wú)論是軟件還是硬件，都采用模塊化設(shè)計(jì)。這表示貼標(biāo)系統(tǒng)可以很容易地安裝在其它類型的設(shè)備上使用。這也意味著，客戶可以在需要時(shí)輕松集成專用解決方案的更多驅(qū)動(dòng)器，例如，在將物體輸送至下游設(shè)備時(shí)。
中央運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的核心是一臺(tái)搭載 8 核處理器并安裝有 TwinCAT 軟件的倍福 CX2062 嵌入式控制器以及 AX8000 多軸伺服系統(tǒng)。后者采用模塊化設(shè)計(jì)，由 1 個(gè) AX8620 電源模塊和 3 個(gè) AX8206 雙軸模塊組成，用于控制 AM8000 系列的 OCT 伺服電機(jī)。所使用的基于 PC 的控制系統(tǒng)由各種 EtherCAT 端子模塊和操作單元構(gòu)成，包括一臺(tái) CP3918 多點(diǎn)觸控控制面板和 C6930 控制柜式工業(yè) PC，它們通過(guò)單電纜解決方案 CP-Link 4 連接。
關(guān)于德國(guó)倍福
倍福（Beckhoff）是一家專注于自動(dòng)化新技術(shù)的德資企業(yè)，創(chuàng)立于 1980 年，總部位于德國(guó)威爾市。作為全球自動(dòng)化技術(shù)的驅(qū)動(dòng)者，倍福定義了自動(dòng)化領(lǐng)域的許多標(biāo)準(zhǔn)，是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定者和推動(dòng)者。公司所生產(chǎn)的工業(yè) PC、現(xiàn)場(chǎng)總線模塊、驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品和 TwinCAT 自動(dòng)化軟件構(gòu)成了一套完整的、相互兼容的控制系統(tǒng)，可為各個(gè)工控領(lǐng)域提供開(kāi)放式自動(dòng)化系統(tǒng)和完整的解決方案。經(jīng)過(guò) 40 年的發(fā)展和努力，倍福已在世界各地設(shè)立 30 多家分支機(jī)構(gòu)，加上全球的合作伙伴，業(yè)務(wù)遍及 70 多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。
倍福于 1997 年進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，中國(guó)區(qū)總部落戶于上海市北高新產(chǎn)業(yè)園區(qū)，現(xiàn)有員工 300 人，辦事處遍及國(guó)內(nèi) 30 座大中城市。創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、半導(dǎo)體、光伏太陽(yáng)能、電子制造、金屬加工、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、塑料加工、輪胎加工、木材加工、玻璃機(jī)械、物流輸送以及樓宇自動(dòng)化等眾多領(lǐng)域。
公司傾力推廣的 EtherCAT 實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)于 2014 年成為中國(guó)國(guó)家推薦性標(biāo)準(zhǔn)，并已入編工信部的《國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》。作為一家技術(shù)驅(qū)動(dòng)型公司，倍福一直注重在技術(shù)上尋求突破創(chuàng)新，在業(yè)內(nèi)享有“創(chuàng)新引擎”的美譽(yù)。倍?；?PC 的控制技術(shù)具有良好的開(kāi)放性，它支持所有主流的工業(yè)通信協(xié)議，將 IT 技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)化技術(shù)完美融合在一起，為實(shí)現(xiàn)工業(yè) 4.0 和智能制造奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
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