旋轉(zhuǎn)吹瓶機(jī)是吹瓶中的王者，它是一臺(tái)巨型設(shè)備，每小時(shí)可以吹出72000乃至108,000個(gè)塑料瓶，通常它會(huì)與整個(gè)灌裝機(jī)、旋蓋、貼標(biāo)等連線生產(chǎn)。它必須高速、高品質(zhì)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，才能讓飲料生產(chǎn)穩(wěn)定的輸出，供應(yīng)市場(chǎng)所需。
高速挑戰(zhàn)
如圖1所示，整個(gè)旋轉(zhuǎn)吹瓶系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，瓶胚由瓶胚注塑機(jī)注射成型，然后進(jìn)入瓶胚提升機(jī)，通過理胚單元，像士兵隊(duì)列一樣排列整齊，進(jìn)入瓶胚加熱單元，在這里，它會(huì)被多段溫區(qū)加熱變軟（瓶口必須確保能夠被夾裝到送瓶輪），以利于后道進(jìn)入模具后的吹制。瓶胚由送瓶星輪機(jī)構(gòu)次序送入對(duì)應(yīng)的模具中，并合模，開始吹瓶過程，等吹瓶完成，將由取胚輪取走送出機(jī)器，進(jìn)入后續(xù)的過程，需要清洗、消毒后進(jìn)入灌裝單元。
圖1-高速吹瓶系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與流程
高速伺服拉伸
對(duì)于一個(gè)吹瓶的過程，可以看到在整個(gè)圓盤吹瓶系統(tǒng)中，每個(gè)吹瓶工站都將沿著整個(gè)圓周次序展開工作，如圖2所述，當(dāng)送瓶星輪將前道預(yù)加熱的瓶胚送入吹瓶模具中，并合模，進(jìn)入吹制階段。在初始階段完成預(yù)吹動(dòng)作，并進(jìn)入高壓吹瓶過程，再回收氣體，并排氣，然后瓶子即吹制完成，由吹瓶星輪送出
圖2-吹瓶過程的圖形描述
圖3-吹瓶模具內(nèi)伺服拉伸桿的工作過程
在吹瓶過程中，伺服拉伸動(dòng)作至關(guān)重要，它將配合吹氣閥動(dòng)作過程，將瓶胚向下送入，并快速提升，這個(gè)動(dòng)作過程僅在百毫米級(jí)的時(shí)間完成，而對(duì)應(yīng)的伺服拉伸動(dòng)作將需要高性能且穩(wěn)定的伺服系統(tǒng)配合。
緊湊空間的挑戰(zhàn)
由于吹瓶站工位處于旋轉(zhuǎn)體內(nèi)部，由于機(jī)械結(jié)構(gòu)限制，使得其必須體積更為緊湊，并多達(dá)數(shù)十個(gè)吹瓶站，因此，貝加萊的ACOPOSmotor伺服電機(jī)與驅(qū)動(dòng)一體的產(chǎn)品最為合適，它可以通過ACOPOSmulti的供電模塊提供動(dòng)力輸出，并通過滑環(huán)連接進(jìn)入圓盤吹瓶機(jī)械機(jī)構(gòu)內(nèi)部。通過ACOPOSremote的分線盒進(jìn)行動(dòng)力分配，然后控制伺服拉伸動(dòng)作。
圖4-ACOPOSmotor伺服驅(qū)動(dòng)與電機(jī)一體系統(tǒng)
快、準(zhǔn)、穩(wěn)-高速吹瓶解決方案
ACOPOSmotor精準(zhǔn)的曲線控制
對(duì)于伺服拉伸動(dòng)作而言，必須確保整個(gè)過程曲線光滑，貝加萊運(yùn)動(dòng)控制庫(kù)的高階曲線，確保了伺服拉伸動(dòng)作的平滑，并且高速，這樣確保了在整個(gè)拉伸過程中的機(jī)械振動(dòng)小，這使得整個(gè)拉伸機(jī)構(gòu)的壽命會(huì)更長(zhǎng)。
掉電停車支持能力
由ACOPOSmulti的動(dòng)力系統(tǒng)支持能源再生，在系統(tǒng)突然掉電時(shí)，主軸的慣量會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)能量，它將通過內(nèi)部的AC-DC-AC轉(zhuǎn)換，將機(jī)械能量轉(zhuǎn)化為電能并經(jīng)由整流逆變輸出給其它小功率吹瓶站的ACOPOSmotor，這樣，系統(tǒng)在掉電時(shí)實(shí)現(xiàn)同步停車，確保在掉電時(shí)系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生能量以確保穩(wěn)定的停車。
圖5-貝加萊旋轉(zhuǎn)吹瓶控制系統(tǒng)架構(gòu)
整個(gè)貝加萊旋轉(zhuǎn)吹瓶系統(tǒng)的架構(gòu)如圖5所示，通過POWERlink網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到百微秒級(jí)的任務(wù)刷新，ACOPOSmotor、X67的模塊均可在現(xiàn)場(chǎng)安裝，并達(dá)到IP65防護(hù)等級(jí)，適合于啤酒飲料等生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，并且，ACOPOSmotor還支持“單電纜技術(shù)”—接線方便且成本低。
圖6-ACOPOSremote采用直線電機(jī)控制
在更為高速，例如達(dá)到72,000瓶乃至108,000以上的機(jī)器中，還可以采用響應(yīng)速度更高的直線電機(jī)來(lái)進(jìn)行伺服拉伸動(dòng)作，而貝加萊的ACOPOSremote模塊可以直接驅(qū)動(dòng)第三方的直線電機(jī)，來(lái)獲得更高性能的機(jī)器控制。
滿足衛(wèi)生級(jí)要求的HMI
貝加萊的衛(wèi)生級(jí)HMI采用全不銹鋼的外殼、純平設(shè)計(jì)、并整體達(dá)到IP69K的防護(hù)等級(jí)，非常適合于啤酒飲料、制藥等領(lǐng)域?qū)τ跐崈艉蜎_水的要求。
圖7-滿足衛(wèi)生級(jí)要求的多點(diǎn)觸摸屏
當(dāng)然，高防護(hù)等級(jí)HMI配合貝加萊的mappVIEW軟件，則可以讓機(jī)器獲得更為便捷的操控體驗(yàn)，且可以支持不同的終端訪問，可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸摸、視頻、動(dòng)畫的設(shè)計(jì)，使得機(jī)器更顯得易用，便捷的操作。
包括ACOPOSmotor、ACOPOSremote、IP69K的HMI，這些都是為食品飲料、制藥裝備而開發(fā)的產(chǎn)品，經(jīng)過了全球及中國(guó)本土該領(lǐng)域的眾多用戶的機(jī)器現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行考驗(yàn)。
每天，大家喝的礦泉水、茶飲料等各種塑料瓶裝飲料都需要這些高性能的機(jī)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，貝加萊，在背后默默支撐系統(tǒng)長(zhǎng)期、穩(wěn)定、高品質(zhì)的運(yùn)行。