荷蘭公司 TDC（Technical Development Corporation）是一家專門從事煙草加工機(jī)械和包裝機(jī)械開發(fā)和生產(chǎn)的公司，最近，他們充分利用了倍福 XTS 磁懸浮輸送系統(tǒng) — Beckhoff 的線性驅(qū)動器解決方案— 完成了一個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目：“Doysis”是一臺針對煙草包裝的成型、灌裝和封口自立袋的機(jī)器。

2 個(gè) XTS 動子穩(wěn)定地拾起包裝袋并通過相繼地一點(diǎn)點(diǎn)向前移動的方式打開，包裝袋的外邊緣則通過真空抓住  

    Doysis 包裝生產(chǎn)線項(xiàng)目于 2012 年 12 月開始著手進(jìn)行。當(dāng)時(shí) TDC 接到了波蘭一家煙草制造商的訂單，他們想要開發(fā)一款用來將煙草裝填到自立袋（即立袋）中的機(jī)器。煙草的包裝是一個(gè)十分嚴(yán)苛的過程，因?yàn)樘烊辉显诔叽?、形狀、密度和體積重量上各不相同。

    Doysis 的驅(qū)動和控制系統(tǒng)完全基于標(biāo)準(zhǔn)的 Beckhoff 組件：采用功能強(qiáng)大的雙核處理器的工業(yè) PC C6930-0040、一臺控制面板、EtherCAT I/O 端子模塊，TwinCAT 3 和 XTS 磁懸浮輸送系統(tǒng)。整臺機(jī)器使用 EtherCAT 進(jìn)行通訊

    精密復(fù)雜的生產(chǎn)過程

    在工藝開始時(shí)，煙草在充填機(jī)外稱重并輸送到容器的壓力艙中，在那里它被按下，使得將待放入袋中的量始終具有相同的大小和形狀。Doysis 生產(chǎn)工藝從生產(chǎn)塑料膜制成的自立袋開始，形成 U 形直立袋，并附加一個(gè)拉鏈，用于重新封閉包裝袋。隨后，將邊密封在一起。接下來，包裝袋經(jīng)過一個(gè)貼標(biāo)機(jī)或文字打印機(jī)，以形成一個(gè)凹口并定尺寸切割。然后，2 個(gè) XTS 動子拾起每個(gè)包裝袋并通過相繼地一點(diǎn)點(diǎn)向前移動的方式打開，包裝袋的外邊緣則通過真空抓住。通過緩沖站時(shí)，4 個(gè)包裝袋在同一時(shí)間內(nèi)被放置在同一個(gè)壓力艙下面。這些由 TDC 開發(fā)的模塊負(fù)責(zé)將已經(jīng)被壓縮成一個(gè)個(gè)的小包裝的煙草放到包裝袋中。在再次裝填和緩沖后，包裝袋會被搖晃，并用電離空氣吹凈，然后密封。隨后，在包裝袋上打一個(gè)洞，以掛在零售設(shè)備上，并在包裝袋上涂上一層粘合劑層，以便可以貼印花稅票。通過一個(gè)視覺系統(tǒng)檢查是否貼有印花稅票及其貼的位置是否正確。不正確的產(chǎn)品包裝從機(jī)器上卸下來；正確生產(chǎn)出來的包裝袋被放置在輸送帶上，并輸送到下一站。

Technical Development Corporation 是全球第一家使用 XTS 磁懸浮輸送系統(tǒng)的公司

    XTS：最大限度地提高靈活性，節(jié)省安裝空間

    在 TDC 以前的幾代機(jī)器中，裝填過程采用的是機(jī)械驅(qū)動方式。這樣做的最大缺點(diǎn)是工藝要按照設(shè)定模式和固定的周期時(shí)間運(yùn)行。新裝填生產(chǎn)線的開發(fā)基于這樣一個(gè)理念，即它應(yīng)該盡可能的靈活和模塊化。在為實(shí)現(xiàn)自立袋包裝方案尋找合適的輸送系統(tǒng)過程中，TDC 接觸到了 XTS 磁懸浮輸送系統(tǒng)。在 XTS 方案中，線性電機(jī)通過單獨(dú)可控、靈活的動子以圓弧曲線驅(qū)動，完全符合 TDC 對其新機(jī)器的設(shè)想：這樣，例如，它可以安裝多個(gè)壓力艙或工藝模塊，從而可以提高其生產(chǎn)能力。

    XTS 系統(tǒng)的一大優(yōu)點(diǎn)就是生產(chǎn)過程中無需剛性定時(shí)。以前，想要用機(jī)械解決方案實(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)能力時(shí)，許多站點(diǎn)必須執(zhí)行兩次或更多次。而使用 XTS 系統(tǒng)，站點(diǎn)的數(shù)量可以顯著減少。這樣不僅可以節(jié)省所需硬件的成本，同時(shí)也表示要使用的機(jī)械部件更少。

    在更改產(chǎn)品或包裝袋規(guī)格時(shí)，機(jī)器也不再需要進(jìn)行機(jī)械重組；相反，動子和工藝順序設(shè)置只需被簡單地通過軟件改變，這需要的工作量也更少。由于動子采用的是獨(dú)立編程，包裝袋可分別定位、裝填和搬運(yùn)。原則上，各種成分和裝填重量的煙草以不同的順序生產(chǎn)，即最小生產(chǎn)批量，可以通過 XTS 實(shí)現(xiàn)。將來，它也將可能按照“飛鋸”原理一起移動裝填站和動子，從而形成連續(xù)的產(chǎn)品流。

    除了以上提到的優(yōu)點(diǎn)之外，緊湊型 XTS 驅(qū)動系統(tǒng)還可以顯著節(jié)省空間：一臺傳統(tǒng)的機(jī)器要想完成 Doysis 所能完成的任務(wù)，則其體積也將是相當(dāng)大的，因?yàn)閹缀跛械恼径急仨殘?zhí)行好幾次。XTS 使得機(jī)器的占地面積減小，為最終用戶帶來了明顯的成本優(yōu)勢。

    使用 TwinCAT 3 實(shí)現(xiàn)高效工程

    在軟件方面，Doysis 是一個(gè)復(fù)雜的工程：應(yīng)用軟件是使用面向?qū)ο蟮木幊陶Z言在 TwinCAT3.1 的工程環(huán)境中創(chuàng)建的。XTS 在軟件方面被作為對象組建，即每個(gè)動子視為一個(gè)伺服電機(jī)。TwinCAT 包含每次機(jī)械、磁性和電氣實(shí)施所需的所有驅(qū)動程序和例程。軟件由荷蘭一件專業(yè)軟件公司 Gain Automation Technology 開發(fā)而成，他們已經(jīng)完成了多個(gè) TwinCAT 試點(diǎn)項(xiàng)目，有使用 IEC 61131-3 編程語言的經(jīng)驗(yàn)。 TwinCAT 3 的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)就是 CPU 的所有處理器內(nèi)核都可以充分利用，這對于提高機(jī)器性能來說非常重要。

    以創(chuàng)紀(jì)錄的時(shí)間克服一切困難和挑戰(zhàn)

    TDC 對各方面的結(jié)果都非常滿意：由于 TDC、Gain 和 Beckhoff 之間的緊密合作，在短短八個(gè)月的時(shí)間里就完成了整個(gè)機(jī)器的實(shí)施，從概念到交付 — 即機(jī)器的開發(fā)、工程設(shè)計(jì)、施工和軟件的編寫。

Doysis 裝填生產(chǎn)線非常復(fù)雜，但只花了短短八個(gè)月時(shí)間即告完成。由于其模塊化和靈活的設(shè)計(jì)，除了煙草行業(yè)之外，它也適用于其他行業(yè)

    客戶于 2013 年 9 月 將具有 32 個(gè)動子的 Doysis 正式投入運(yùn)行。該機(jī)器每分鐘可以裝填 50 個(gè)包裝袋。計(jì)劃對其進(jìn)行擴(kuò)展，以實(shí)現(xiàn)每分鐘裝填 60 個(gè)包裝袋，其中第二條裝填生產(chǎn)線已經(jīng)完成，它已經(jīng)放置在位于 Kampen 的 TDC Innovation Center，等待進(jìn)一步開發(fā)。TDC 認(rèn)為，由于機(jī)器具有靈活的模塊化結(jié)構(gòu)，因此也可以在其他行業(yè)和包裝應(yīng)用市場上銷售。

      Technical Development Corporation（TDC）總部位于瑞士，于 1995 年被荷蘭的 SCM（Sluis Cigar Machinery）公司接管。公司當(dāng)時(shí)的主營業(yè)務(wù)是生產(chǎn)煙草稱重設(shè)備和裝填生產(chǎn)線。當(dāng) TDC 總部搬遷至荷蘭的 Kampen，“手卷煙絲”領(lǐng)域的所有活動都集中在這一集團(tuán)公司里。TDC 的產(chǎn)品范圍從針對煙草行業(yè)的單臺機(jī)器模塊擴(kuò)展到一個(gè)完整的生產(chǎn)線。