自2017年貝加萊推出SuperTrak/ACOPOStrak，其在過去幾年里全球已經有過百條柔性制造產線投產，分布在食品飲料、3C電子、醫(yī)療器械等眾多領域，貝加萊的智能制造產線系列文章將針對SuperTrak和ACOPOStrak與大家分享眾多案例。

SuperTrak是一種能夠提供柔性生產線設計能力的機電系統(tǒng)

本文將以德國知名的包裝機械制造商WOLF的應用為例，分享SuperTrak如何使得一個產線更易于升級來適應變化的包裝類型和材料的任務，并且能夠柔性、平穩(wěn)的實現產品在各個加工單元之間的輸送。

需求產生

“包裝行業(yè)內主要的零售連鎖企業(yè)和全球參與者都意在未來幾年內完成向環(huán)保包裝的轉型，”WOLF公司設計與工程主管Markus Schmachtel說道。自從1988年成立以來，WOLF公司已交付超過3000臺充填包裝機，使得其在食品行業(yè)內聲名鵲起。當Schmachtel回顧自己在包裝技術領域內漫長的職業(yè)生涯時，他能夠回憶起沿途經歷的眾多行業(yè)巨變。“通常，設計工程師將會嘗試通過機械方法來解決新的需求。然而，隨著包裝類型和材料種類多樣性的不斷增加，與目前普遍使用的純機械鏈傳動的輸送機構相比，包裝機械迫切需要在產品輸送上更具柔性和平穩(wěn)性的輸送解決方案?！?/p>

WOLF提供立式成型-充填-封合（FFS）包裝機，可輕松實現在所有常用袋型之間的轉換，包括平袋、角撐袋以及帶密封邊的直立袋。目前，連接到FFS機器的封口機已使用鏈條輸送產品，它具有可容納袋子的推送附屬裝置。通過這種設計，袋子可以以立姿與整個輸送機構一起向前推送，所有這些都與FFS機器完全同步。當袋子移動時，袋底會在輸送系統(tǒng)的底板上滑動。

平穩(wěn)輸送易受損的環(huán)保包裝

以紙張作為包裝材料不僅更為美觀因為它會顯得更為具SuperTrak是一種能夠提供柔性生產線設計能力的機電系統(tǒng)有古樸或文化風格，而且，紙張相對于薄膜來說可回收降解也更為環(huán)保，但是，這種包材的底部在較高輸送速度下會承受較大的壓力，紙袋本身也會因為剪切力而產生變形，比較粗糙的紙和硬的卡紙更容易受到這種問題的影響，當然，可以采用一些涂層處理讓袋子更為穩(wěn)定，但是這個會因為磨損并污染環(huán)境，越來越多的公司甚至禁止車間使用這種涂層材料，客戶更愿意采用一種無磨損的產品輸送方案。

為了解決這個問題，當然需要一個新的輸送系統(tǒng)，而柔性電驅輸送系統(tǒng)也在考慮之列，WOLF對各種輸送系統(tǒng)在負載、滑塊處理和供應商技術支持能力方面進行了全面評估。貝加萊基于長定子直線電機的SuperTrak系統(tǒng)，專為更高性能范圍而設計，最終勝出。結合一臺或兩臺FFS機器、原料的定量稱重裝置、單頭封口機構，WOLF的設計目標達到80個，如果采用雙頭則希望達到每分鐘130個袋子。

輕松實現產品換型

當然，輸送是個問題，但是，如果僅僅為了這個目的，SuperTrak的價值還沒有被真正發(fā)揮出來，另一個目標是使機器能夠在產品換型方面處理各種袋型、材料和封口形式。這將使工廠操作員能夠對市場需求做出靈活的響應，并從各種封口形式中進行選擇，例如標簽封口、屋頂包封口、搭扣或夾子封口。為此，已由FFS機器成型、充填和封合的袋子必須移交給封口機的輸送系統(tǒng)，由該系統(tǒng)將其帶到各個加工工位。如果是帶有標簽封口的方底袋，那么這些工位將會完成頂部成型、壓緊、裁切、密封和折疊，使其形成一個頂部沒有任何多余空間的緊湊的袋子。最后，經過折疊的方形袋頂部會被貼上標簽。

獨立滑塊提供最大柔性

“由于袋子是放在料盒中進行傳輸，因此袋子底部不會產生剪切力，”Schmachtel解釋道。“每個滑塊都可以單獨編程和控制。這使我們能夠根據不同的包裝類型和內容調整運動曲線，實現比以往更高效、平穩(wěn)的生產?！毕胂褚幌?，如果運動太快，袋子里的粉末會不會灑出來呢？或者在袋子里不能均勻分布，會影響后道的包裝（比如封口的時候有粉末在其中），因此，SuperTrak的運動“防搖”設計可以讓這個過程非常平穩(wěn)。

德國WOLF包裝機械

Wolf公司通過基于貝加萊SuperTrak的解耦輸送解決方案開發(fā)了適合更高性能范圍的封口機。

想像一下另一個場景，即粉料到了袋子中的堆起來形狀，WOLF采用SuperTrak的運動曲線來實現一種“壓實”的過程，就相當于大家平時裝袋子最后要左右搖晃讓它更為平整均勻，并且還被壓實了，這是利用了SuperTrak可以靈活設計運動曲線——我給你左右搖晃一下，僅程序設計就可以做到，而無需機械的裝置來干這個事情，想想也是好玩的?。?/p>

封口機的輸送系統(tǒng)將每個袋子單獨輸送到加工工位。

提高生產率

得益于可自由編程的運動曲線，設計人員在如何布置加工工位方面擁有更大自由度，而且可以根據需要跳過或添加工位。有一種利用該優(yōu)勢的方式是使時間緊迫的工位數量翻倍，以便提高單位時間內的產量。你可以輕松地做到這一點，無需每隔一個工位就使用兩個固定鏈輸送系統(tǒng)。

可自由編程的運動曲線，設計人員在如何布置加工工位方面擁有更大自由度，根據需要跳過或添加工位。

可編程的運動曲線還允許在同一條生產線上處理多種包裝類型或材料，且毫不費力，僅需添加或跳過某些袋子的加工步驟即可。這使基于SuperTrak的封口機成為WOLF柔性FFS機器的理想的配套選擇：“SuperTrak有助于提高生產率，或以盡可能小的附加成本生產產品變體，”Schmachtel補充道?！八€易于集成到用戶的生產線中，而且可定制的運動曲線為我們在放置FFS機器或包裝機的中轉工位方面提供了更大自由。整個系統(tǒng)的布置確實很容易適應現場情況?！痹谠O計機器布置方面，高速SuperTrak系統(tǒng)導軌的模塊化設計為機器制造商提供了更多自由度?！拔覀兛梢暂p松地加長或縮短封口機，并根據需要調整滑塊數量，”Schmachtel說道?！澳軌蜢`活地改變運動整體方向使它很容易適應新要求。”

數字仿真進行產線的早期驗證

在Wolf制造的第一代機器中，一個簡單的橢圓形SuperTrak由兩個180°曲線段和六個直線段組成，每段長一米，足以滿足規(guī)格要求。這很大程度上是因為SuperTrak的曲線段也可以用來進行加工，因為SuperTrak的“羊角螺旋線”設計使得其過彎時仍然可以勻速運行。WOLF甚至計劃在未來預留足夠的空間來容納更多工位，即使處于系統(tǒng)生命周期的后期亦如此。

“貝加萊的仿真工具使我們能夠在早期設計階段就能驗證當前及未來的擴展是否能夠滿足所設定的加工節(jié)拍。我們能夠確定處理相應袋型的滑塊和并行加工工位的正確數量。因此，我們可以避免進行不必要的投資，最大程度地降低開發(fā)風險，”Schmachtel解釋道。系統(tǒng)的高功率效率還降低了運營成本。在SuperTrak解決方案中，只有滑塊和裝袋子的料盒是需要移動的。與永久耦合的輸送系統(tǒng)相比，它的重量要輕得多，這意味著加速和制動所需的功率更少。制動能還能回收用于滑塊加速。

還能干的事情——超出想象的設計

新輸送解決方案的潛力還遠不止于此，它為WOLF提供了未來創(chuàng)新的空間，正如Schmachtel欣喜地指出：“我們才剛剛開始探索SuperTrak的可能性。例如，將有可能用兩個滑塊抓住袋子，并當袋子在兩個工位間移動時將其打開，或者組合滑塊以增加載重。類似的事情為設計具有突破性的新型充填包裝機開啟了令人興奮的全新可能?！?/p>