通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)優(yōu)化包裝系統(tǒng)

在挪威包裝專家Hvebergsmoen Potetpakkeri公司里，土豆不再需要手動(dòng)進(jìn)行分類、稱重、裝袋以及堆放在托盤上。相反地，由挪威機(jī)械制造公司Intek建造的一個(gè)自動(dòng)化包裝系統(tǒng)現(xiàn)在承擔(dān)起了這項(xiàng)艱苦的任務(wù)。據(jù)Hvebergsmoen Potetpakkeri公司講述，此新系統(tǒng)提高了35%的吞吐量，其中挪威的很大一部分馬鈴薯作物都在他們公司打包的。整個(gè)工藝過(guò)程都是在Beckhoff基于PC的控制平臺(tái)上通過(guò)EtherCAT自動(dòng)完成。EtherCAT和TwinCAT作為一種多功能接口交互，從而能夠與MES/ERP系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)靈活和面向需求的工作流。

據(jù)總經(jīng)理Elling Odegaard所述，Hvebergsmoen Potetpakkeri的全自動(dòng)馬鈴薯裝袋系統(tǒng)是歐洲最現(xiàn)代化的系統(tǒng)。其產(chǎn)能為每年40,000噸，這一大型裝置占地面積達(dá)到12,000平方米（約129,000平方英尺）。最終用戶包括歐洲的雜貨連鎖店、Bama和Coop。“我們需要打包挪威本地以及進(jìn)口土豆，因此我們一年365天都是‘旺季’。我們每年處理大約120個(gè)不同的項(xiàng)目編號(hào)。”總經(jīng)理補(bǔ)充說(shuō)道。

包裝工作流程主要通過(guò)兩項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)進(jìn)行了革命性的改變：機(jī)器人和物流應(yīng)用。在過(guò)去，土豆都是手工打包的—這是一項(xiàng)特別難且勞動(dòng)力密集的工作。現(xiàn)在，Hvebergsmoen Potetpakkeri公司的七個(gè)包裝系統(tǒng)和三個(gè)碼垛中心分布了10臺(tái)KUKA機(jī)器人在執(zhí)行這項(xiàng)工作。“機(jī)器人具有更高的靈活性，”Elling Odegaard解釋說(shuō)：“因?yàn)橐幻僮魅藛T現(xiàn)在可以同時(shí)控制幾臺(tái)機(jī)器。”

PC 控制技術(shù)使得定制生產(chǎn)成為可能

機(jī)器人取下托盤并填上裝有土豆的包裝袋。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的托盤一次大約能裝40袋，但系統(tǒng)也能夠處理其他類型，例如最終用戶Coop使用的全自動(dòng)雙疊承盤。而機(jī)器人為設(shè)備的機(jī)械零件提供了一個(gè)全新的“實(shí)力”水平，物流系統(tǒng)的大部分也被替換，由一個(gè)集成式訂單管理和 生產(chǎn)系統(tǒng)取代。“系統(tǒng)對(duì)包裝和托盤自動(dòng)進(jìn)行標(biāo)記。而在土豆通過(guò)包裝機(jī)時(shí)，它也會(huì)檢查重量并以電子方式跟蹤產(chǎn)品。”Odegaard 解釋道。為了執(zhí)行此任務(wù)，控制系統(tǒng)中已經(jīng)集成了兩臺(tái)標(biāo)簽打印機(jī)，可以同時(shí)給兩個(gè)托盤貼標(biāo)簽。

所有客戶訂單都通過(guò)ERP系統(tǒng)輸入。它與分配命令到各個(gè)包裝線的生產(chǎn)系統(tǒng)相連接。檢查重量的系統(tǒng)通過(guò)PROFIBUS接口接收來(lái)自控制器的指令。包裝的重量根據(jù)馬鈴薯的類型而定。設(shè)置通過(guò)產(chǎn)品選擇自動(dòng)輸入。在這一信息基礎(chǔ)上，控制器將程序代碼發(fā)送給KUKA機(jī)器人。 操作員所要做的就是選擇自動(dòng)啟動(dòng)生產(chǎn)單元并按下控制面板上的開始按鈕。所有機(jī)器都相應(yīng)地自動(dòng)配置。  

根據(jù)貨運(yùn)包裝箱序列代碼，Beckhoff的C6930工業(yè)PC將所有有關(guān)準(zhǔn)備裝運(yùn)的托盤的信息從TwinCAT PLC直接傳輸?shù)紼RP系統(tǒng)中。“有了這個(gè)系統(tǒng)，我們可以實(shí)時(shí)或多年后為每個(gè)產(chǎn)品類型和客戶追蹤和跟蹤所有生產(chǎn)數(shù)據(jù)、各自的托盤位置、運(yùn)單、發(fā)票和標(biāo)簽數(shù)據(jù)，直到包裝袋。”Elling Odegaard解釋說(shuō)道。其結(jié)果是，公司現(xiàn)在有一個(gè)能夠完美滿足食品行業(yè)嚴(yán)格的跟蹤和追蹤要求的系統(tǒng)。

投資回報(bào)

占地面積龐大的包裝系統(tǒng)通過(guò)三臺(tái)C6930工業(yè)PC控制。獨(dú)立的控制站使用的是CP79xx系列15英寸面板，它采用的是不銹鋼外殼。它們用來(lái)顯示訂單的當(dāng)前狀態(tài)以及日常生產(chǎn)情況。控制器和本地I/O單元以及機(jī)器人的頻率轉(zhuǎn)換器與碼垛單元之間的通信通過(guò)EtherCAT實(shí)現(xiàn)， 每個(gè)生產(chǎn)單元都有一個(gè)自己的控制柜。為了保證系統(tǒng)的可靠性，控制柜配備了不間斷電源、電氣保護(hù)系統(tǒng)和快速熔斷保險(xiǎn)絲。堅(jiān)固耐用的Beckhoff IP 67總線端子盒分布在整個(gè)系統(tǒng)電氣柜的外面。

為了使系統(tǒng)更加有效，總經(jīng)理Elling Odegaard計(jì)劃安裝自動(dòng)感應(yīng)器來(lái)實(shí)時(shí)測(cè)量設(shè)備的整體效率（OEE）。TwinCAT中生成的所有故障信息被直接傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)中。“這將為我們改善生產(chǎn)流程提供全新的解決方案。”Elling Odegaard說(shuō)道。