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

背景

包裝機(jī)械制造商正面臨著大規(guī)模定制和客戶(hù)動(dòng)態(tài)需求的新挑戰(zhàn)。隨著包裝機(jī)械設(shè)計(jì)向工業(yè)4.0邁進(jìn)，靈活性、更高的吞吐量和減少停機(jī)時(shí)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(lèi)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(jìn)行調(diào)整的能力。因此，包裝機(jī)械比以往任何時(shí)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(shí)現(xiàn)電纜級(jí)控制和監(jiān)測(cè)

對(duì)于機(jī)器制造商來(lái)說(shuō)，缺少能夠處理高性能和快速運(yùn)動(dòng)機(jī)器部件的無(wú)線通信方案是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。傳統(tǒng)的無(wú)線解決方案無(wú)法滿(mǎn)足對(duì)低延遲、可擴(kuò)展性要求，也無(wú)法滿(mǎn)足支持在單個(gè)機(jī)器區(qū)域內(nèi)布置數(shù)百個(gè)傳感器和執(zhí)行器以及電纜級(jí)可靠性的苛刻要求。IO-Link Wireless是專(zhuān)為高性能無(wú)線工廠自動(dòng)化通信而設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，該技術(shù)可以滿(mǎn)足上述需求。

包裝機(jī)械的無(wú)線通信

IO-Link Wireless專(zhuān)用于在惡劣的工廠環(huán)境中對(duì)快速移動(dòng)的機(jī)器部件進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和監(jiān)控。因此，在包裝機(jī)械的整個(gè)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)階段，它都可用于以下方面：

• 用于安裝在運(yùn)輸軌道系統(tǒng)獨(dú)立移動(dòng)設(shè)備上的傳感器和執(zhí)行器的無(wú)線通信；
• 用于機(jī)器人和協(xié)作機(jī)器人的末端效應(yīng)器和線性軌道的無(wú)線通信；
• 對(duì)模塊單元、旋轉(zhuǎn)臺(tái)、轉(zhuǎn)盤(pán)和其他動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)部件上的傳感器和執(zhí)行器進(jìn)行無(wú)線控制和監(jiān)測(cè)；
• 用于預(yù)測(cè)性防護(hù)、機(jī)器性能優(yōu)化和分析的無(wú)線傳感器數(shù)據(jù)收集。

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

• 在一臺(tái)機(jī)器內(nèi)支持各種不同類(lèi)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(lèi)型之間的轉(zhuǎn)換和設(shè)置時(shí)間；
• 減少應(yīng)用新封裝設(shè)計(jì)的成本和上市時(shí)間；
• 在運(yùn)動(dòng)中執(zhí)行操作，提高機(jī)器產(chǎn)能；
• 減小機(jī)器占地面積；
• 為未來(lái)產(chǎn)品提供簡(jiǎn)單的升級(jí)；
• 預(yù)測(cè)性維護(hù)和減少停機(jī)時(shí)間；
• 降低維護(hù)成本—減少機(jī)器零件、降低磨損、預(yù)防性維護(hù)；
• 衛(wèi)生設(shè)計(jì)—減少電纜、鏈條和皮帶；
• 簡(jiǎn)化機(jī)器的現(xiàn)場(chǎng)拆卸和組裝流程。

應(yīng)用舉例

1. 獨(dú)立移動(dòng)運(yùn)輸軌道的無(wú)線自動(dòng)化

獨(dú)立移動(dòng)運(yùn)輸軌道系統(tǒng)正成為包裝消費(fèi)品、食品飲料和汽車(chē)等行業(yè)新機(jī)器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素。然而，這些移動(dòng)裝置在實(shí)時(shí)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(jī)械手方面，這些機(jī)械手被放置在移動(dòng)車(chē)上以抓取和固定不同類(lèi)型的產(chǎn)品，并在移動(dòng)過(guò)程中根據(jù)所處理產(chǎn)品的不同重量、尺寸和形狀進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。移動(dòng)車(chē)缺乏持續(xù)的傳感器數(shù)據(jù)通信能力，無(wú)法對(duì)每個(gè)移動(dòng)裝置進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)和分析，如振動(dòng)、接近度和重量。

獨(dú)立移動(dòng)運(yùn)輸系統(tǒng)現(xiàn)在可以通過(guò)IO-Link無(wú)線通信與傳感器和執(zhí)行器進(jìn)行集成。這樣移動(dòng)裝置就能利用各種工具(如機(jī)械手或真空泵)獨(dú)立操縱物體。產(chǎn)品可以在持續(xù)運(yùn)動(dòng)中以最靈活和同步的方式進(jìn)行處理。無(wú)線連接還意味著減少了機(jī)械部件，從而降低了機(jī)器的占地面積和維護(hù)成本。工具的更換和安裝時(shí)間可以減少到最低限度，通過(guò)每個(gè)移動(dòng)裝置上的多個(gè)傳感器可以輕松增加狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能。

2. 機(jī)器人、協(xié)作機(jī)器人和旋轉(zhuǎn)部件的無(wú)線控制與監(jiān)測(cè)

包裝過(guò)程通常涉及旋轉(zhuǎn)設(shè)備，以及位于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)或轉(zhuǎn)盤(pán)（如灌裝機(jī)或封蓋機(jī)）周?chē)亩鄠€(gè)工作單元，需要多個(gè)傳感器和I/O。此類(lèi)平臺(tái)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(wú)線連接減少了維護(hù)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(mǎi)/O。

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

3. 改造升級(jí)工廠以進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)和分析

測(cè)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(fèi)、提高生產(chǎn)線速度、防止意外停機(jī)和規(guī)劃未來(lái)的優(yōu)先事項(xiàng)。這種優(yōu)化需要以經(jīng)濟(jì)高效地方式從現(xiàn)有和新機(jī)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(gè)機(jī)器區(qū)域內(nèi)從包裝機(jī)的數(shù)百個(gè)傳感器收集最佳數(shù)據(jù)。該方案被設(shè)計(jì)用于在干擾、振動(dòng)和噪音等非常惡劣的環(huán)境中工作，因而可以簡(jiǎn)單且高效地改造和翻新現(xiàn)有機(jī)器上的眾多設(shè)備，并簡(jiǎn)化搬遷、升級(jí)和新機(jī)器的部署工作。

總結(jié)

無(wú)線通信對(duì)機(jī)器制造商的價(jià)值體現(xiàn)在機(jī)器生產(chǎn)、開(kāi)發(fā)、交付、部署以及制造商工廠的持續(xù)性支持等多個(gè)階段。設(shè)備本身也能從機(jī)器的無(wú)線連接中獲益，如縮短更換時(shí)間、減少停機(jī)時(shí)間和維護(hù)時(shí)間、減少占地面積以及充分的靈活性和模塊化。

虹科愿與機(jī)器制造商、工業(yè)設(shè)備制造商(運(yùn)輸軌道制造商、傳感器制造商、機(jī)械手/泵制造商等)和領(lǐng)先的制造工廠合作，為包裝機(jī)械提供創(chuàng)新和獨(dú)特的無(wú)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(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用，為全球數(shù)百萬(wàn)傳感器、執(zhí)行器和工業(yè)設(shè)備提供最可靠的無(wú)線連接。