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IO-Link来处理

新技术能够实现新的解决方案。在德国杜塞尔多夫举办的K展上,Starlinger最新推出的机器对此示范了两次。一方面,该机器可以生产带创新冲孔提手的聚丙烯编织袋,便于携带,而另一方面,它还采用了来自Sick和贝加莱的尖端技术。和新的提手一样,IO-Link为方案带来的益处肯定会对客户产生影响。

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对于某些产品而言,包装使一切有所不同。它不仅可以在运输过程中保护内容物并从商品陈列架上抓人眼球,而且还能帮助消费者将其带回家。很多时候,像聚丙烯这样的塑料起到了关键作用。它被加工成条状并织成织物,它所提供的强度和耐用度超越了传统塑料购物袋。很难想象用铲斗将瓷砖胶黏剂或水泥装回家。这些产品反而以大袋出售,因此袋子必须非常结实以应对重达20或25公斤的材料。对于这些材料的生产者而言,选择正确的袋子至关重要。

一站式合成袋

当谈话转向塑料编织包装这一主题时,将不用多久就会提到Starlinger这个名字。这家总部位于奥地利Weissenbach的公司拥有45年的历史,他们开发并制造的机器能够生产坚固耐用的聚丙烯袋 – 事实上每年可达约150亿个。从处理原材料到织造和印花,一直到成品袋 – Starlinger能够覆盖整个生产流程。多年来,这家著名的机械制造商已经证明,他们推出的创新产品深受全球市场欢迎。

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智能且连接良好:来自Sick的DT35-B15251位移传感器能做的不仅仅是测量。通过IO-Link,它将为工业物联网制造带来激动人心的可能性。

更好的袋子不易破损

凭借拥有国际专利的Ad*Star方底阀口袋,Starlinger已经显著减少了袋子破损的发生率 – 这对水泥生产商和他们的顾客而言是一个明显的优势。Ad*Star袋子承重可达50公斤,是适用于批发零售的各类干散货、建筑材料、化学品和饲料的理想选择。Starlinger最新的创新产品已经在杜塞尔多夫举办的K展上亮相:一台可以生产带方便易用提手的方底阀口袋的新机器。

“此前的这些袋子从来没有这种提手。新设计使提手与袋子紧密结合。这样可以使装载量更多,”Starlinger公司电气工程主管Rene Weiss说道。在欧盟,方底袋可携带25公斤物品,而在世界其它地方则允许携带50公斤。

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卷对卷生产 – Starlinger包装机械将聚丙烯编织物转换为其通用型Ad*Star袋的提手。

卷对卷生产

Ad*Star方底阀口袋生产首先从聚丙烯粒料开始,它们被融化并挤压成薄膜,然后切成六至八毫米宽的条带。这些条带被拉长,并进行热处理以提高耐用度。然后,再次卷入卷筒的条带被安装在轴架上,编织成聚丙烯管状物后由另一个卷筒回收 – 所有这一切都通过惊人的速度完成。该管状物可以进一步处理。就Ad*Star而言,需应用约15至25微米厚的加热聚丙烯薄膜。然后再次把材料绕到卷筒上。

高科技提手

印刷 – 工业印刷或OPP覆膜 – 也是以卷对卷的方式进行的,Starlinger多年来连续不断地对此进行开发和调整。在材料转换线中,袋子被切割,折叠并与提手紧密结合。提手生产也通过 – 你猜到了 – 卷对卷进行。“为了制作提手,原材料 – 聚丙烯编织带 – 从卷筒直接进入机器。在那里折叠成四层,再冲孔以形成提手的形状。然后展开材料,并以精确规定的张力卷绕到最终的生产卷筒上,”Weiss解释道。从那里,卷形物去到下一台机器,在那里提手与袋子紧密结合。这一步仅通过热空气和压力就能完成,并不需要使用任何额外的材料。

张力细节

一旦提手完成冲孔,将它们卷绕到最终的卷筒上是一个特别敏感的步骤。张力太大或太小都会改变定位,并导致提手变歪。这对执行机构和检测卷筒直径的传感器系统的高精度扭矩控制而言都是一项挑战。“绝对精度在这里至关重要,”Weiss说道。“即使最小的偏差也很容易造成大问题。”这是Sick传感器系统的工作。封装的DT35-B15251激光位移传感器可以检测卷筒轴的位置,从而检测已完成的提手卷筒的直径。通过传感器安装位置到卷筒轴之间的距离可以以较高的精度计算卷筒直径。

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(从左至右)Starlinger公司电气工程主管Rene Weiss;Starlinger公司电气工程师Michael Hecher;Sick公司存在检测与工业仪表产品经理Rene Pfaller;贝加莱公司开放自动化技术的Christoph Gugg。

考虑意外事件

在开发新生产线时,Starlinger真的思考了一切:调试、持续维护、未来调整以及与上下游设备之间的接口都非常重要。“我们的格言是为所有意外事件做准备,因为展望未来有助于避免以后产生不必要的费用,”Weiss说道。“这就是为什么我们在这里想要一个工业4.0型传感器的原因 – 一个传感器可以做的不仅仅是测量。工业4.0针对传感器的愿景是提供主站和更高层数据库,不仅仅是测量,还有传感器的序列号、诊断数据及其它重要信息。易于配置以及与其它机器的联网能力同样重要。通过将IO-Link与POWERLINK相结合,这根本就没有问题 – 我们十到十五年前希望做到的很多事情终于可以变为可能。通过IO-Link连接的DT 35激光位移传感器是完美的解决方案。”

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面对从控制器到更高层系统的通信,贝加莱提供一系列IO-Link主站模块,以便连接来自不同制造商的传感器和执行机构。

所有信息一目了然

因为提手转换线上的位移传感器不容易访问,所以远程配置特别重要。“传感器的规格只需要一次性输入控制系统,”电气工程师Michael Hecher说道。“这样,所有进程从一开始就相匹配,而且不需要进行其它设置。”即使在更换传感器的情况下,所有基本数据都能得以保留,且无需重新校准。“不必去找参数列表或使用额外软件配置传感器拥有巨大的好处。未来,还将可以读取组件的序列号以确定它是否与机器是原配。一旦出现差错,你就会立即看到哪一部分受到影响。光学传感器还将能够报告污染程度,以便操作员知道何时他们需要清理,”Hecher说道。

简单接线

IO-Link可以提供众多优势。无需使用屏蔽电缆,完全消除了繁琐的模拟布线,而且该系统完全独立于现场总线。终端用户不必多加思考就能替换传感器。“到目前为止,客户不得不保留统一类型的传感器备件库存,由于某些应用需要进行非常特定的编程,因此经常会出现问题,”Hecher解释道。“如果新的传感器未正确调整,那么客户将不得不求助于复杂的校准机制,或不得已由我们进行培训,从而才能正确地安装更换。多亏IO-Link,它使这一切都成为陈年往事。”

主站问题

除了IO-Link传感器之外,Starlinger机器的另一大亮点是来自贝加莱的X20控制系统。X20 DS438A I/O模块可用作IO-Link主站。过程数据通过开放的POWERLINK接口传输至其它节点。这对Starlinger来说尤为重要,因为该公司已经完全淘汰了专有的总线系统。每台机器现在都配备了多达45个POWERLINK节点。“除了简洁性和稳定性之外,切换到POWERLINK为我们带来两个明显的好处。一个是安全集成,另一个是系统的分布式架构。贝加莱的POWERLINK节点有利于连接各种不同制造商的解决方案 – 不仅包括执行机构,而且还有未来的摄像头和传感器。这种无缝连接是工业4.0的基石之一,”Weiss说道。开放的POWERLINK接口拥有众多优点,这正是为什么作为Ethernet POWERLINK标准化组织(EPSG)成员的Starlinger、贝加莱和Sick正在努力推动该项技术的原因。

分布式架构

从中央控制系统,可以通过总线控制器添加远程POWERLINK节点。也可以通过总线控制器连接IO-Link主站,从那里访问IO-Link层。“分层来说,过程和安全控制是在POWERLINK层进行处理的,而传感器技术则是在IO-Link层。这适用于整个生产过程,”Weiss解释道。“所有执行机构,包括伺服驱动器和变频器在内,都是首先通过IO-Link收到信息,然后通过POWERLINK现场总线层进行控制。这使我们的客户能够牢牢地掌控他们的整个生产,并赋予他们足够的柔性来为未来发展做好准备,”Weiss非常高兴地说道。

  • Personen
    Rene Weiss
    电气工程主管,Starlinger
    “分层来说,过程和安全控制是在POWERLINK层进行处理的,而传感器技术则是在IO-Link层。所有执行机构,包括伺服驱动器和变频器在内,都是首先通过IO-Link收到信息,然后通过POWERLINK现场总线层进行控制。这使我们的客户能够牢牢地掌控他们的整个生产,并赋予他们足够的柔性来为未来发展做好准备。”
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