不是普通意義上的紙板包裝機或打包機，作為整個生產線最后一環(huán)的包裝系統(tǒng)，它只占了不到300平方英尺。 什么是“終極系統(tǒng)”？根據Control Engineering的讀者反饋，所謂“終極系統(tǒng)”就是具備體積小，速度快，使用方便，應用廣泛和安全性高這些特點的自動機器包裝設備。Rockwell Automation曾想向自己的機器制造業(yè)客戶群多么得富有創(chuàng)造性，它在Control Engineering, Control Engineering Europe, Design News三家雜志上請讀者選擇他們心目中的“終極系統(tǒng)”。在這三家刊物的2006年10月刊上，8家公司，4家來自北美4家來自歐洲,作為候選供讀者投票。結果，北美區(qū)的獲勝者是紐約的Schneider Packaging of Brewerton。 [ALIGN=CENTER] 圖1：機器人撿起紙箱，并安放在容器上，并旋轉以方便打上標簽[/ALIGN] 那么“終極系統(tǒng)”的標準是什么呢？在本年度的評比過程中，讀者被要求綜合考慮設備的綜合功能，精密性和實用性。Schneider Packaging of Brewerton被讀者所認可的重要原因之一就是該設備占用 的寶貴工廠空間相當有限。 自動控制需要復雜的機械設備通過精確的動作以完成指定的任務。然而，復雜的設備常常意味著體積龐大，需要占用大量的空間。此外，許多機器人技術設備廠商還希望用戶能使用傳統(tǒng)的機器人示教盒來實現操作，并進入到安全區(qū)內進行常規(guī)工作，例如給標簽滾筒補充標簽等。 　　 打破常規(guī) 　　 Schneider Packaging Equipment卻采用了與眾不同的方法，它通過改進設備配置，在提高生產力的同時，簡化了流程，。為此，公司從一個占地僅300平方英尺的優(yōu)質咖啡烘烤設備獲得靈感，專門設計了一個生產線末端機器人化自動處理系統(tǒng)“K-cups”。一杯杯密封的未經烘烤的咖啡豆從生產線一端源源不斷地進入，而同時，一盤盤帶標簽的貨物箱從另一端出來，除了補充包裝材料，人們只需走進安全區(qū)域，搬走包裝好的貨盤即可。事實上，就連這點程度的人為操作也可以通過設置傳運帶這種自動方式來完成，只不過這次用戶更傾向于讓工人們干點活。 　　 操作員的工作，堆疊紙箱，留出空地，補充標簽等，都在設備工作區(qū)域外完成，因為停下設備進入工作區(qū)將是時間和效率上的雙重損失。K-cups通過傳送帶以每分鐘280個的速度進入生產線，兩個并行的定時螺桿通過單跳式計數器自動計算裝入紙箱的適當數量。一個Rockwell Automation 的Ultra-3000-MPL伺服電機被用來控制這兩個定時螺桿。當單跳式計數器計數已滿時，設備會自動打開紙箱，放入杯子。為了節(jié)約空間，Schneider配套設計了一個旋轉式紙箱包裝機，由另一臺Ultra-3000控制。 [align=center] 圖3；設計團隊合影 圖4：兩個并行的定時螺桿通過單跳式計數器自動計算裝入紙箱的適當數量 [/align] 由Rockwell Automation ControLogix處理器控制的壓縮空氣柱從一側和底部推動紙箱，將其固定以便核實數量。氣柱所施的力必須正好，以避免將杯子從紙箱中彈出。 　　 設備用熱融膠水封裝紙箱后，再依次通過一個激光編碼器和一臺標簽貼裝機。然后，紙箱通過一段短距離的傳送帶傳送至一臺打包堆碼一體機。 　　 紙箱通過既定的模式堆放入外包裝箱內。設備打開一個空外包裝箱，一個Fanuc R2000機械臂自動提起一層紙箱放入箱內，并重復這個動作直到滿箱信號出現。然后，另一臺熱融膠封箱機將其封好后，包裝箱就被送出至下一步工序。 　　 類似的機械臂再將紙箱抬起放到標簽貼裝機上。整個標簽裝配工序被統(tǒng)一安置在主設備工作區(qū)以外，以方便操作員在不停機的情況下進行檢測和材料補充。它通過防護欄上特別剪切出來的一小塊區(qū)域完成工作。在許多這種類型的自動化生產線中，如果客戶需要包裝箱不只一側貼有標簽的話，都需要另置一臺額外的標簽貼裝機。而這次機械臂只在一側貼上了標簽，但如果需要在另一側也貼上，無需另置機器，只要在包裝箱被放到貨盤上正確的位置之前，將其翻轉并貼好標簽即可。 　　 操作方便： 　　 根據Schneider Packaging Equipment副總裁Pete Squires所說，“此系統(tǒng)所具有的一個最大優(yōu)點就是它的簡便性。所有集成的機器人設備都可使用提供開放式可編程功能的示教盒。由于大量綜合型機器人設備的使用，用戶可通過一臺示教盒對絕大多數的設備實現控制。由于大部分公司不希望現場操作員能對機器進行編程修改，所以通常我們將示教盒鎖定。操作員只需通過設備外部的觸摸屏即可實現操作。所有設備都由ControLogix控制器控制，它是整個系統(tǒng)的核心?！? 　　 Pete承認在一套自動機器系統(tǒng)中實現如此多的功能，并將整體壓縮在一個相對很小的空間內是一項艱巨的挑戰(zhàn)。它不是簡單意義上的紙板包裝機或打包機，而是作為整個生產線最后一環(huán)的包裝系統(tǒng)。而且，公司以前也從來沒有設計過旋轉式紙板包裝設備。這中間經歷了很多的挑戰(zhàn)包括根據需要開發(fā)全新的功能，將其重新設計裝配成標準化組件，以及在5個月內完成這一切。 　　 “這是一套很復雜的設備，”Pete說，“我們付出了很多，但也得到了等價的回報。當我們的顧客問起：‘你們有多少這樣的設備已經投入生產使用？’時，我們的回答往往是：‘這是第一個！’” “終極”臘腸制作系統(tǒng)也同樣獲得了獎項 　　 歐洲區(qū)最佳“終極系統(tǒng)”稱號的獲得者是總部坐落于菏蘭Oss的食品設備制造商Stork Townsend B.V.，它的QX系列混和擠壓成型臘腸制作設備采用為加工的生肉為原料，最終制成可直接上船運走的煙熏臘腸，整套設備可以節(jié)省80%的勞動力。 　　 那么，這套臘腸壓制設備為何能被稱為“終極”呢？首先，它的體積巨大，寬10m（33英尺），高6m，而長度達到了30m，這使它可成為參加評比的候選中最大的設備，并且無論用什么標準來衡量，都可稱得上是一套巨型設備。它是由60個Rockwell‘s PowerFlex 變速驅動器控制的可變塊速電機和18個ControlLogix and CompactLogix控制器與Kinetix 6000多維伺服驅動系統(tǒng)共同控制的補助馬達間接變速裝置共同驅動的。整個控制系統(tǒng)通過以太網實現通訊連接。主控制柜長達6m。 　　 另一“終極”之處是它的自動化程度很高。只需一個操作人員就能夠單獨運轉整部設備，從啟動到停止，極大程度地減少了勞動力。而這同時也杜絕了在生產過程中肉類與人的直接接觸，從而最大程度地降低了食品受到污染的機率。操作員只要為設備設定臘腸的尺寸，設備就會同步開始工作，從熏制到包裝到塑封一氣呵成。據公司所稱，使用這套系統(tǒng)可減少80?%的勞動力，相當于使每公斤成品臘腸的成本消耗降低了0.12-0.14歐元。 [align=center] 圖2：采用自動控制，人工減少了80% [/align] Stork Townsend在60年代發(fā)明的混合壓制工藝可能是臘腸制作史上最大的進步。在這種工藝中，肉團被不斷地擠壓，最終形成臘腸狀；同時液體膠原（一種來自動物皮膚的天然蛋白質）也不斷地被噴抹在肉上；這種液體膠原會在其表面變硬形成外皮，最后用浸過鹽水的新鮮扎繩扎起成型。Stork Townsend聲稱，在這種工藝過程中，臘腸的外皮可以有多種不同的形式和口感，以滿足不同顧客的口味。 　　 成型之后的工作就是材料的處理。臘腸會被放入籃子中進行預干處理，然后熏制和再次干燥。熏煙以液體的形式噴抹在臘腸表面。最后，臘腸被送入高速真空吸塵式包裝機進行包裝。由Kinetix 6000伺服電力驅動的專用ControlLogix系統(tǒng)控制著這臺六軸包裝系統(tǒng)。臘腸在包裝袋中煮熟和冷卻后，成為可直接食用的（RTE）食品，隨時準備運往世界各地。 　　 整個過程，從開始到結束，只需花費一個小時，處理的肉量則高達2200公斤。 　　 30年前，當現在的電子工程主管Jan Vissers剛開始在Stork Townsend工作時，當時的控制系統(tǒng)大部分由電磁繼電器構建組成。Jan Vissers說：“我是很幸運的，當Stork Townsend需要一套相應解決方案時，Rockwell適時地（2003年）推出了他們所開發(fā)的這套綜合的Architecture體系解決方案?！? 　　 自那以后，公司添加了ControlLogix和HMI人機界面以及配套的RSLogix5000 and RSView Studio Development軟件，并為系統(tǒng)補充整合了低壓開關設備，能提供診斷數據的智能電機控制系統(tǒng)，PowerFlex驅動，和Kinetix伺服控制器。網絡拓撲結構支持SERCOS、Rockwell的DeviceNet、controlNet和以太網。根據Vissers 所提供的資料，現有系統(tǒng)上近90%的設備都采用了Rockwell Automation的控制系統(tǒng)。 　　 經過了這兩年來FactoryTalk Enabled Architecture的實踐，Rockwell Automation表示Stork Townsend已經實現了“邏輯控制，HMI人機界面，動作控制的最佳契合。