《包装自动化综述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《包装自动化综述（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、软件控制实现包装机械自动化前言：Kocher-Plastik公司是塑料容器“吹瓶-灌装-封口”三合一包装系统制造商的代表。国际知名制药企业使用这些功能强大的BFS包装机，确保为输液、滴眼液等制剂产品进行安全可靠的包装。凭借集成软件控制的全新自动化解决方案，Kocher-Plastik有能力在降低成本的同时，提高产品的品质和产量。 “当我们改变策略使用贝加莱的自动化方案时，它的确增加了整个包装过程的可靠性、性能和重复精度”，Kocher-Plastik Maschinen GmbH公司的Helmut Schneider在完成了首台机器调试后说。这位负责控制技术的包装机械专家希望，能够很快从这一正
2、在逐步融入所有设备的全新自动化方案中获益：“基于调试结果，我们希望能在2年后收回投资回报。” 这位控制方面的专家对拥有如此短的投资回报期给出的理由是，贝加莱的产品系列拥有极佳的性价比，不需要很多额外的专用系统，节省了相应的布线费用：“例如以前，在我们的Bottelpack系列吹瓶-灌装-封口三合一设备中，液压和加热系统使用了专用的控制器。为了测量填充量，我们过去的控制系统供应商还专门为时间-压力计量系统开发了一个专用模块，以实现快速精确的闭环控制任务。” 无需专用控制硬件 Kocher-Plastik公司的包装设备主要用于塑料容器如安瓿瓶或输液瓶的无菌灌装。液压、加热和填充量控制直接影响产量和
3、生产品质。通过使用纯软件控制方案以及在贝加莱X20控制系统中集成闭环控制功能，标准的X20输出模块就成为所需唯一的外围设备了。不仅如此，贝加莱紧凑高效的控制器还能实现电动伺服轴（ACOPOSmulti）的闭环控制功能，贝加莱统一的自由编程方案同样也能在集成安全功能中得以体现。 Helmut Schneider估计，仅在配电柜中的空间节约就达到了15%。除了节省成本外，该方案在未来的可持续性对公司来说显得更为重要。“事实是，我们拥有最佳的自动化系统，它能够实现出色的闭环控制”，该控制技术部门主管高兴地说道。“此外，我们还可以实现原有技术无法实现的系统功能。”例如，他列举了在同步运行过程中可以非常
4、顺利地实现从位置控制到压力控制的切换。对于以前的专用控制单元来说这是无法实现的，因为每一次变化都需要重新启动，这会导致进程中断。 “全新的自动化方案让我们能够发挥领先优势，激发最大潜能来进一步改善机器性能，提高品质”，Helmut Schneider说道。 “事实是，我们拥有最佳的自动化系统，它能够实现出色的闭环控制。此外，我们还可以实现原有技术无法实现的系统功能。” 选材更灵活 从很大程度上来说，包装材料的品质与包装物品的质量是同等重要的。正如Kocher-Plastik的专家所强调的，塑料容器的外观与Bottelpack机器同样重要，“全新自动化系统的一个巨大的优势在于它可以处理新型的塑料
5、包装材料，例如，进一步提高包装的表面特性对于我们的客户来说，塑料容器的外观是非常重要的。” 设计并集成软件一致性控制算法的优势是：机械制造商取代了硬件供应商，完全掌握了行业Know-how，简化了系统的维护，因为不必通过Modem连接每一个独立的控制单元；取而代之的是，可以通过Ethernet和Internet访问控制器，轻松获取所有数据。 Kocher-Plastik公司长久以来一直采用贝加莱的APC620工业PC和定制化面板。“我们对如此高可靠性的硬件充满了敬意”，Helmut Schneider说道。“在使用贝加莱的硬件之前，备件的品质和长期供货问题一直存在。通过更换供应商，我们的确解决
6、了这一问题。” 领先未来一步 因此很显然，Bottelpack的项目负责人对贝加莱的产品系列做了充分的了解，并就控制系统现代化请教了贝加莱的相关专家。“在全新开发的自动化方案中，机器上使用的轴比以前更多了。原有的控制系统已经达到了极限。”原来的供应商在几个月之后还无法提供一个方案；因此，Kocher-Plastik公司的管理层开始另寻供应商。“当我们这样做的时候，我们很快就确信，贝加莱能够满足这些要求，而且他们的费用更低，响应时间更短”，Kocher-Plastik公司总经理阐述道。 邦纳视觉传感系统在包装行业解决方案前言： 在现代工业自动化生产中，涉及到各种各样的检查、测量和零件识别应用，例
7、如汽车零配件尺寸检查和自动装配的完整性检查，电子装配线的元件自动定位，饮料瓶盖的印刷质量检查，产品包装上的条码和字符识别等。这类应用的共同特点是连续大批量生产、对外观质量的要求非常高。 检测的方式多种多样，在这里提倡是的利用视觉系统进行检测，与普通光电传感器相比，视觉传感器赋予机器设计者更大的灵活性。以往需要多个光电传感器的应用，现在可以用一个视觉传感器来检验多项特征。视觉传感器能够检验大得多的面积，并实现了更佳的目标位置和方向灵活性。这使视觉传感器在某些原先只有依靠光电传感器才能解决的应用中受到广泛欢迎。 本文将以包装行业较为常见的检测环节深入介绍视觉传感系统的功能，并以美国邦纳公司的视觉系
8、统为例证明为什么视觉传感成为工业传感器市场中增长最快的领域。 视觉检测案例：检测奶粉罐内铝膜缝隙及小勺缺损 图一：检测系统结构图包装行业中产品都需经过一道盒装检测，最终都需要进行盒装，图一是一家奶粉生产企业针对奶粉罐中小勺检测方案，该客户需要将整个检测系统可分为两个独立的检测系统：A铝膜视觉检测系统用于检测铝膜有无及铝膜是否密封，将检测结果直接传送给剔除机构；B小勺视觉检测系统用于检测奶粉罐内小勺有无，如果发现错误直接停止流水线转动。 项目实施过程中，客户的要求是极其严格的，项目需要达到下列的要求： 1. 检测系统需能检测出奶粉罐最小铝膜仅达到 2mmX50mm 的裂缝； 2. 当检测到不合格
9、产品能通过指示灯报警，并且停止产线运行； 3. 视觉检测系统能够通过按钮控制启动产线运转； 4. 视觉系统能够切换检测程序，并能够显示在线检测画面及存储相应的检测信息； 针对以上客户的要求，采用美国邦纳的P4OMINI视觉相机系统分两部分进行检测: 第一部分：铝膜检测部分 检测系统通过两台30 万像素视觉相机分两路同时检测，用于检测铝膜有无及铝膜是否密封，两台相机与人机界面组成局域网络，硬件组成部分包括光电传感器、视觉相机、触发装置、光源、PLC/HMI一体机、工业智能指示灯、剔除装置等。当检测到错误的时候，每台相机分别输出次品信号给相应的剔除装置，从而错误产品剔除。 以下为视觉检测效果图：视
10、觉系统配置: 视觉系统配置（两套相同配置）：视觉相机采用Banner P4一体化智能相机，镜头采用4mm高能镜，光源采用四面可调高能红光，触发传感器采用Banner QS18 反射板式，信息系统采用Banner TL5工业智能指示灯，后台采用Banner SHP一体式控制器（PLC+HMI）系统，电源采用220VAC 电源输入给光源供电、24VDC 电源给视觉系统及人机界面系统，另外可输出开关量信号提供给剔除机构，同时通过按钮可控制启动和停止流水线的功能。 第二部分：小勺检测部分 通过一台30 万像素视觉相机检测，通过以太网络直接连接到人机界面，并通过人机界面显示相关检测信息，如：检测画面、次
11、品数量、合格品数量等等，当相机发现次品，输出信号给急停装置，将流水线停止。 以下为视觉检测效果图： 硬件配置: 视觉相机采用Banner P4一体化智能相机，镜头采用4mm高能镜头，光源采用四面可调高能蓝光，触发传感器采用Banner QS18 反射板式，信息系统采用Banner TL50工业智能指示灯，后台采用Banner SHP一体式控制器（PLC+HMI）系统，电源采用220VAC 电源输入给光源供电、24VDC 电源给视觉系统及人机界面系统。 第三部分：显示信号装置 通过视觉相机检测出非合格产品之后，视觉相机发送出信号，该客户采用了邦纳的TL50指示灯作为显示信号结果装置，TL50塔灯
12、融合了高亮度、长寿命、通用型等多种与众不同的特点，外型漂亮且坚固。 奶粉罐通过了视觉检测之后，视觉系统的信号通过Banner TL50塔灯实现了快速响应；通过塔灯中不同颜色的闪烁频率和多种颜色的闪烁组合，传递不同的信息，如果是非合格奶粉罐，则TL50“次品”灯亮起，如果合格奶粉罐，TL50“合格”灯亮起。TL50塔灯的发光柔和、清晰不刺眼，而所需的功率仅为2W（传统塔灯的功率为15W），寿命高达10万小时的特点在奶粉罐检测中发挥显著功能。 第四部分：PLC/HMI及次品剔除后台装置 检测出非合格产品之后，后台PLC系统接收到信号，从而进行次品的剔除动作，该奶粉厂采用了Banner SHP一体式
13、控制器装置，Banner SHP控制器是与传统的控制产品不同，新型的邦纳SHP控制器可以同时完成PLC和触摸屏的功能，集成I/O和网络接口人机界面，成本大大低于同性能PLC与人机界面组合。 当接到到视觉系统发出的非合格产品的信号之后，SHP控制器作出逻辑判断之后，启动剔除装置把次品从流水线剔除出来，并且在HMI触摸屏显示出信息。如图七，八，九该系统软件可同时显示2幅检测画面。图十是Banner QS18定位装置。以上通过一个实际的牛奶粉盒检测案例了简述了在可用的检验备选方案中，即视觉系统、光电传感器、PLC/HMI系统，工业智能灯系统等多种自动化产品在检测方式的综合运用。 无论工厂自动化有何进
14、步，许多检验仍用肉眼来完成。但是，在大多数应用中，视觉传感器的许多优势非手动检验流程所能及。视觉传感器能够以高得多的速度工作；以低得多的成本执行重复、多次、一致的检验。视觉传感器的低成本和易用性已吸引机器设计师和工艺工程师将其集成入各类曾经依赖人工、多个光电传感器，或根本不检验的应用。视觉传感器的工业应用包括检验、计量、测量、定向、瑕疵检测和分捡。以下以图片展示一些在包装应用行业其他范例： 在瓶装厂，校验瓶盖是否正确密封、装灌液位是否正确，以及在封盖之前没有异物掉入瓶中 Banner iVu BCR视觉系统在印刷说明书生产线，确保在正确的位置打印出正确的包装条形码 Banner iVu 视觉相
15、机在药品包装生产线，检验阿斯匹林药片盒中是否正确放置说明书 Banner iVu 视觉相机在食品饮料包装生产线，检验包装盒外日期是否正确打码 Banner iVu 视觉相机药粒泡罩检测，视觉系统检测所有泡罩内的药粒都是完好无损 Banner iVu 视觉相机在药剂瓶包装生产线上，检验药剂瓶瓶盖是否完好、瓶口是否破损及灌装液位测量 以上综合介绍了几个在食品和药品生产中典型机器视觉检测应用，推广机器视觉检测，首先要使食药品包装企业更多的了解机器视觉。装在哪里、怎么安装、如何达到最好效果、能带来什么具体效益，这一切都需要不断地普及和宣传。印刷包装行业的从业者要提出自己的具体需求，学习和掌握机器视觉检
16、测的概念和操作；机器视觉行业的从业者要了解印刷的工艺，生产流程，操作方式和质量标准，只有两者的紧密结合，才能有真正符合中国国情的自动化视觉检测系统，才能达到提高质量、提高效率、降低成本的目的。 尽管对复杂视觉系统的包装检测需求仍然存在，但是更廉价、更容易使用的视觉传感器的推出，为一些工业应用提供了性价比更佳的解决方案。此外，由于视觉传感器更小、更易使用，制造商会更频繁地在检验和校验应用中采用视觉解决方案。 作为世界范围内传感器知名品牌，邦纳公司了解客户的需求， 从单一的视觉检测到视觉系统集成，邦纳公司均可提供完整的视觉检测方案。“让视觉简单化”是邦纳公司一直倡导并不断追求的设计理念，因为我们深知无论什么产品最终都要服务于用户，所以如何让用户使用产品时感觉简单方便，容易上手这是我们在设计产品时要考虑的一个重要因素。视觉检
