利樂公司所生產(chǎn)的牛奶、果汁等多種飲品的經(jīng)典紙盒包裝，幾乎已經(jīng)為我們所有人所熟知。盡管這些紙盒在運輸及日常使用中展現(xiàn)出了極高的效率與耐用性，但它們的制造過程卻對生產(chǎn)技術(shù)提出了極為嚴(yán)苛的要求。利樂公司位于意大利摩德納的研發(fā)與技術(shù)專家團隊，在為其紙盒包裝開發(fā)的新一代加蓋機中，創(chuàng)新性地融入了倍福的 XTS 磁驅(qū)柔性輸送系統(tǒng)，成功達成了高質(zhì)量、高產(chǎn)量以及高工藝靈活性這三大核心目標(biāo)。系統(tǒng)取得了巨大成功，利樂的試點客戶對其可靠性、高性能和靈活性贊譽有加，親切地稱之為“魔法機”。

01  基于 PC 的解決方案打破既有局限性并顯著提升數(shù)據(jù)透明度

利樂公司決定采用倍?；?PC 的控制技術(shù)，主要基于對其出色計算能力的深刻考量，這無疑是促成這一選擇的決定性因素之一。利樂公司創(chuàng)新與分析生產(chǎn)線解決方案總監(jiān) Paolo Scarabelli 強調(diào)了這一點的一個重要方面：“我們的客戶對于高度數(shù)字化且互聯(lián)互通的系統(tǒng)的需求正不斷攀升。倍?；?PC 的控制技術(shù)為實現(xiàn)這些目標(biāo)提供了理想的基礎(chǔ)。XTS 還使得原本依賴機械手段完成的工作能夠輕松地被先進的軟件功能所替代，這標(biāo)志著我們在構(gòu)建數(shù)字化機器方面又邁出了堅實的一步?！?/p>

利樂公司技術(shù)專家 Fabio Bassisi 解釋道：“XTS 動子可以作為獨立的伺服軸進行控制，從而極大地簡化和加速了新產(chǎn)品格式的引入，并且能夠充分利用軟件的靈活性。此外，結(jié)合用于涂膠監(jiān)測的視覺系統(tǒng)，我們還能夠極為高效地補償任何機械公差?！?Fabio Bassissi 繼續(xù)說道，“我們還采用了先進的設(shè)備健康監(jiān)測系統(tǒng)，以全面檢查設(shè)備的運行狀態(tài)。所有這些因素對于確保產(chǎn)品質(zhì)量及其最終成功都起著至關(guān)重要的作用。最終，飲料容器必須達到密封可靠且無任何泄漏的標(biāo)準(zhǔn)，方可被允許發(fā)送給終端客戶?！?/p>

02  實現(xiàn)高精度復(fù)雜運動序列的可靠控制

利樂?超高速 CAP40 型加蓋機關(guān)聯(lián)的軸數(shù)量極為龐大，實軸數(shù)量超過 120 個，并配有 10 個虛擬主軸，充分彰顯了其運動控制過程的高度復(fù)雜性。其中的大部分軸都用于配置兩條并行的 XTS 系統(tǒng)，系統(tǒng)每條軌道長 4.5 米，并配備 55 個動子。此外，系統(tǒng)還配備了約 10 個旋轉(zhuǎn)伺服軸，專門用于包裝輸送、熱熔膠涂膠等任務(wù)。

為了確保蓋體能夠精準(zhǔn)地依據(jù)其三維幾何形狀進行粘合，必須精確同步控制 XTS 動子的運動以及 X、Y、Z 方向上的各類旋轉(zhuǎn)運動。此處的獨特之處在于，每對動子都通過專門的工具結(jié)構(gòu)相互連接，但它們卻能在兩個平行安裝的 XTS 單元上獨立且協(xié)調(diào)地運行。無論動子是在單個系統(tǒng)上排列成一行，還是分布在兩個不同的系統(tǒng)上，控制軟件都能充分利用其靈活性，確保所有動子始終保持完全同步的運動狀態(tài)。據(jù)利樂公司包裝線嵌入式自動化部門總監(jiān) Stefano Flore 介紹，XTS 憑借其模塊化設(shè)計和出色的軟件功能，往往能夠?qū)崿F(xiàn)極高的靈活性。

03  控制技術(shù)確保了持續(xù)的高性能表現(xiàn)

利樂之所以選擇倍福的控制技術(shù)，是因為所有與系統(tǒng)緊密相關(guān)的組件都可以一站式獲取，從而確保了集成過程的無縫對接與高效運行。設(shè)備控制系統(tǒng)的核心組件是兩臺 C6032 超緊湊型工業(yè) PC ，它們用于運行 HMI 應(yīng)用程序、兩個 XTS 系統(tǒng)、基于 TwinCAT NC PTP 的運動控制以及 TwinCAT PLC。此外，單個控制單元還具備將多種功能（如設(shè)備仿真等）進行組合的能力。此外，所選的硬件平臺為日后擴展更多功能預(yù)留了廣闊的空間和潛力。更為關(guān)鍵的是，倍福的產(chǎn)品種類極為豐富，能夠精準(zhǔn)滿足用戶在計算能力、內(nèi)存擴展以及外形規(guī)格等多個方面的需求，從而確保系統(tǒng)能夠靈活適應(yīng)未來的發(fā)展趨勢與需求。

在談及 TwinCAT 軟件的應(yīng)用體驗時，Paolo Scarabelli 表示：“TwinCAT 能夠充分發(fā)掘并釋放基于 PC 的控制技術(shù)的全部潛能，包括支持面向?qū)ο蟮恼Z言在內(nèi)的多種編程語言、與 Visual Studio 的無縫集成、全面的網(wǎng)絡(luò)配置選項，以及出色的多核處理能力。此外，該軟件結(jié)構(gòu)清晰，其良好的開放性不僅讓我們能夠充分利用倍福提供的軟件庫資源，還能輕松實現(xiàn)自有庫的無縫集成，從而打造出貼合特定設(shè)備需求的定制化狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。我們在開發(fā)過程中廣泛采用 TwinCAT Scope 進行深入的分析工作?？傮w而言，TwinCAT 為我們提供了極為全面的支持，尤其是在實現(xiàn)我們標(biāo)準(zhǔn)化軟件開發(fā)目標(biāo)的過程中。”

雙方之間的緊密合作關(guān)系將在未來得到進一步的深化，因為 Stefano Flore 仍然堅信，在利樂?設(shè)備中采用基于 PC 的控制技術(shù)蘊含著巨大的發(fā)展?jié)摿Γ骸拔覀冋J(rèn)為，無電纜技術(shù)（NCT）是 XTS 系統(tǒng)的一項極具前景的進一步升級發(fā)展。我們已經(jīng)著手測試 XPlanar 技術(shù)為多種應(yīng)用場景所帶來的各種可能性。我們還看到了 MX-System 無控制柜解決方案以及 TwinCAT Runtime for Linux?極具吸引力的優(yōu)勢。我們擁有巨大的潛力，能夠像在這個案例中的試點客戶所體驗的那樣，給用戶帶去驚喜，為他們精心打造出一臺充滿魔力的‘魔法機’?！?/p>