跳出思维定势

通过结合精心的工程设计和西门子的高功能运动控制组件，R.A. Jones生产出了一款高速、高灵活性的纸箱，让客户回心转意。

在零售业有一句谚语，包装可以销售产品。虽然这可能不是真的，但OEM机器制造商R.A.琼斯，位于科温顿，肯塔基州。在美国，这个包装确实能销售公司制造的产品广泛应用于包装机械和纸箱。当一家英国蒸馏酒厂为其高端苏格兰威士忌更换新纸盒时，它求助于R.A.琼斯(R.A. Jones)的纸盒解决方案。在西门子运动控制组件、软件和工程支持的帮助下，最终的机器非常成功，甚至在第一个版本正在服役时，该公司订购了第二个版本。

该项目的挑战之一是所需的速度。该过程需要每分钟300瓶，浪涌能力10％。机器必须分离入口瓶，将各自的物品转移到一桶中，将铲斗进入机器，竖立纸箱，将瓶子从铲斗转移到纸箱上，关闭纸箱，封闭纸箱，脱离机器，然后从机器上放电。该复合序列必须以每秒五次的速率进行。

此外，项目有非常严格的质量要求。因为这是一种高端的苏格兰威士忌，所以对酒瓶、标签或盒子上的任何标记几乎是零容忍的。客户希望能够拒绝单独的纸盒，单独的瓶子或没有瓶子的纸盒，所有这些都不降额的线。生产线需要能够快速和容易地转换包装700毫升，750毫升和1升为两个高端品牌。为了使这一过程更加复杂，装瓶厂位于苏格兰，而R.A. Jones则位于美国。

R.A.琼斯有一个标准的产品平台系列，但它真正闪耀的是定制的挑战性应用。“一般来说，我们以高速和灵活性而闻名，”R.A的技术销售经理William Kaup说。琼斯。“虽然我们有标准的产品线，但许多客户来到我们定制或复杂的项目。”通常，OEM机器构建器通过对现有平台进行一些修改来开发解决方案。然而，这项项目的情况并非如此。工程团队名义上从R.A.开始。琼斯的经络盒设计，但增添了80％的标准平台，预测了20％，该项目遵循相反的比例。“我们知道它将是一个工程重，定制应用程序，”Kaup说。 “The high number of axes required for this project, in and of itself, placed this system at the high end of the complexity scale that we see.”

使用SIMOTION变得聪明
盒装采用Siemens伺服电机和SINAMICS S120驱动器提供的27个轴。虽然大部分机器利用Kaup所表征的kaup是相当标准的协调运动，但有些方面需要更多。为了满足所有这些需求，工程团队选择SIMOTION D445，这集成了PLC和运动控制器的能力，以便以紧凑的形状因子提供显着的智能和处理能力。

“D445使用编译代码而不是汇编代码，所以速度更快，”R.A. Jones的应用和开发工程师Jason Barter说。Simotion D445为纸箱制造商提供了所有的处理肌肉，使团队可以使用Sinamics s120作为被动驱动器。“这个解决方案很有效，”巴特补充道。“对于一台带有一个处理器的27轴机器来说，它的整体吞吐量非常高效。”

要将驱动器连接到D445，该团队使用Siemens'Sive Cliq。基于100 MB / S串行接口的以太网背板，Drive CLIQ自动捕获铭牌数据并验证组件，简化设备集成和维护人员更换。毕竟，即插即用操作仅在插入右设备时才有效。“基本上，[Drive CLIQ]识别出正确连接的正确电机和驱动器，所以有人无法放置在错误的尺寸电机或错误的尺寸驱动器中，“易货易货。“它有助于客户在正确的位置获得合适的组件。”

保持连续操作每分钟300瓶，需要自动纸箱装载系统，以确保稳定的包装材料供应。在纸箱装载系统中，来自外部供应商的机器人臂从托盘中拿起纸箱空白的箱子，反转它们，并将它们设置，案例和全部，在纸盒的杂志中。Jones Flexbot，由Siemens伺服电机提供动力的双轴拾取器单元，抬起堆栈的壳体，并在垃圾箱上设置空盒。双轴拾取器单元由装箱的D445控制器控制为27轴的一部分。西门子支持人员开发了自定义功能块以允许R.A.琼斯团队更轻松地编程设备。

利用由27轴盒装，机器人架式装载机和托盘处理系统组成的系统，增加了连接的连接数。“我们在盒装箱上有两架Siemens ET200S I / O，”易货手说。“这是非常广泛的机器。”托盘处理程序和脱码机器人自己形成了一个系统。托盘处理系统由SIMOTION D425控制，该SIMOTION D425与PROFIBUS的机器人控制器接口。设计团队通过D445和D425之间的PROFIBUS连接整合托盘处理系统。“我们将机器人控制器与西门子D425控制器相互界面，只是为了获得一些[通信]，并还将控制器连接到盒装器，”易货继续。“我们将D425连接到主要的纸盒机控制器（D445）上PROFIBUS，然后最终将两种机器控制器与以太网上的一个HMI通信。”

虽然D425和机器人之间的界面很简单，但是具有两个机器控制器与单个HMI通信提供了更多的挑战。西门子工程团队介入了帮助。“在西门子和我们的经销商之间，我们有很多支持，以确保我们可以通过尽可能迅速的设备的开发和工厂验收测试来取得进展，”Kaup笔记。

距离故障排除
除了性能规范之外，客户还希望加入远程访问允许R.A.琼斯支持美国的工程师能够在线访问机器。此外，Siemens也提供了解决方案：SCALANCE S612安全模块，一个工业以太网交换机，通过Internet网关提供安全的远程访问。使用SCALANCE安全模块和标准西门子工程软件，R.A.琼斯工程师可以解决机器，好像他们在它面前站立。

这种方法不仅节省了后勤人员的飞行成本，还减少了等待他们到达的停机时间。对于以每分钟300瓶的速度加工高端烈酒的包装生产线来说，这是一个重要的好处吗?单是一个小时的宕机时间，就可以累积成百上千美元。Kaup说，Scalance S612已经被用于解决一些小问题。作为一个重要的附带好处，R.A. Jones的工程师还能够将这种连接与机器网络结合起来，访问托盘搬运系统上的机器人手臂，即使它不是西门子的产品。

成品纸箱由9个全尺寸托盘装在三架货运飞机上，从R.A.琼斯工厂运到苏格兰的蒸馏厂。通过硬件、软件和工程的结合，机器达到了每分钟330箱的最大速度，这符合规格要求的10%激增。Barter说:“机器运行良好，只有几个应用程序的特定问题需要解决。”在第一台机器取得成功的基础上，又订购了第二台。

“虽然我们在我们的几个其他标准产品线上使用了西门子SIMOTION D，但是有一个学习曲线[与第一台机器]，因为这个项目比以前所做的更大规模，”Kaup说。“第二台机器更顺利。”

该项目的成功来自质量零部件，精心设计和紧密的工程协作组合。“我认为西门子和当地经销商，C＆E销售提供的工程支持对项目的成功至关重要，”Kaup说。“我认为没有这种援助所需的时间内可能已经完成了发展。”

该软件包可以销售产品，但在这种情况下，产品销售包装机，结果是重复业务，满意的客户和一组新的工具用于成功。

关于作者
John Ryan是西门子行业，Inc。的包装行业顾问，驱动技术，运动控制，生产机器，5300三角形大道，套房100，Norcross，GA 30092。电话：770.871.3881;传真：770.871.3888。