倍福經(jīng)典案例選（十八）——Airspray：致力于在產(chǎn)品研發(fā)和機械工程領域內的創(chuàng)新_伺服_工控

倍福經(jīng)典案例選（十八）——Airspray：致力于在產(chǎn)品研發(fā)和機械工程領域內的創(chuàng)新

2008/12/24 9:27:00

Airspray International，總部位于荷蘭阿爾克馬爾（Alkmaar），每年生產(chǎn)超過 1.7 億個諸如肥皂液、香波和化妝品等個人護理用品用瓶式分液器。Airspray 不僅僅在內部自主研發(fā)皂泡器，同時也涉足新型裝配機器的建造和設計。Airspray 自 1996 年起就開始采用 Beckhoff 的控制系統(tǒng)。

Airspray 自 1989 年起就一直致力于生產(chǎn)個人護理用品用瓶式分液器（如洗手液瓶）。該公司始終堅持將產(chǎn)品的環(huán)保性作為公司理念的一個不可或缺的要素，避免使用推進器就是一個很好的例證。1996年，Airspray 研發(fā)出一款針對批量生產(chǎn)的皂泡器，在這一領域邁出了關鍵的一步。為了跟上產(chǎn)品發(fā)展的步伐，Airspray 開始設計相應的裝配機器。

“標準系統(tǒng)可用性的不斷提升進一步簡化了定制機器的內部研發(fā)工作及其構造。”Airspray 的業(yè)務經(jīng)理 Rein de Jong 如此說道。“我們自主研發(fā)機器，而沒有將機器的設計和制造項目外包給任何一家機器制造商。這種方法使得我們在機器組件方面作出了更適宜的選擇，因為組件的壽命和長期可用性才是我們考慮的一個重要因素。通常情況下，機器制造商都傾向于安裝一些價格較低的零部件，這樣才能在給客戶報價時占據(jù)更多優(yōu)勢。而我們的運作方式則很不相同－瓶式分液器的生產(chǎn)過程具有半連續(xù)性特點，涉及到的生產(chǎn)量也非常大。事實證明，在我們的瓶式分液器生產(chǎn)過程中，每年都要處理 20 多億個塑料零件。我們的生產(chǎn)速度是驚人的，因此我們要求我們的機器在技術可用性方面要絕對可靠。

使用機器將皂泡器組裝為旋轉式分度器，也可以將它形象地比喻為一個旋轉木馬。塑料零件逐步從鼓形圓桶和進料斗進料。一般來說，每個零件的狀態(tài)都通過傳感器監(jiān)控。通過氣壓夾爪對這些零件進行挑選，然后將它們壓到相應的配對物上。視產(chǎn)品的種類不同，總周期時間在 0.75 秒到 1 秒之間變化。一旦產(chǎn)品通過了所有的工作程序，機器人就會將它們移開并以固定的排列順序放置在紙箱中。

“我們的生產(chǎn)速度是驚人的。因此我們要求我們的機器在技術可用性方面要絕對可靠。”Airspray 的業(yè)務經(jīng)理 Rein de Jong 如是說。

Airspray 的機器配備有三個帶伺服驅動器 AX2003 的伺服軸。該公司不僅在內部自主研發(fā)皂泡器，同時也涉足到新型裝配機器的建造和設計。

無需使用推進器的皂泡器
由 Airspray 內部自主研發(fā)的皂泡器是體現(xiàn)公司創(chuàng)新精神的最佳例證。在全球范圍內，Airspray 是唯一一家批量生產(chǎn)該皂泡器的公司。著名的肥皂和化妝品生產(chǎn)商，如寶潔、聯(lián)合利華和強生都在很大規(guī)模上使用這些皂泡器。此款皂泡器的壓液泵能夠在無推進器的情況下輸送肥皂液并生產(chǎn)出氣狀泡沫。為此，在皂泡器中將肥皂液與空氣相混合，以產(chǎn)生大量豐富的泡沫。

裝配機器控制
控制系統(tǒng)的核心裝置是 Beckhoff 的工業(yè) PC C5102，它帶有 Lightbus 和 CANopen 接口卡，操作系統(tǒng)為 WindowsXP。該機器配備有三個帶伺服驅動器 AX2003 的伺服軸。TwinCAT NC PTP 用作為伺服驅動器的軟件。系統(tǒng)的開放性使得帶 SQO 數(shù)據(jù)庫的界面得以實現(xiàn)，以提升機器的生產(chǎn)效率。該數(shù)據(jù)庫可以通過公司局域網(wǎng)內的 .NET 應用程序進行訪問。故障、頻率等問題均以井然有序的方式顯示。這些數(shù)據(jù)源自于安裝在機器中的傳感器，例如用來檢測磨損情況。Lightbus 系統(tǒng)可以在一毫秒內將數(shù)據(jù)傳輸?shù)?TwinCAT 控制器中，這些數(shù)據(jù)在控制器內被賦予了一個時間戳。

產(chǎn)品的交互設計和機器的研發(fā)
Airspray 已經(jīng)安裝了 25 臺裝配機器。“對于我們來說，新型皂泡器的研發(fā)將直接關系到產(chǎn)品大批量生產(chǎn)的技術方案。”Rein de Jong 解釋道，“我們決定采用標準的商業(yè)化組件，因為它們具有高自由度和靈活性。”若論及控制技術，Airspray 在很久之前就已經(jīng)采用Beckhoff 的技術了。“1996 年，我們從 Beckhoff 引進了現(xiàn)場總線系統(tǒng)，當時，我們是他們最早的用戶之一，”業(yè)務經(jīng)理補充道，“在控制技術方面，我們使用的是軟件 S2000，它是 TwinCAT 的前身，基于 DOS 系統(tǒng)，后來才出現(xiàn)了基于 Windows 操作系統(tǒng)的 TwinCAT，而Beckhoff 的控制組件也一躍成為了 Airspray 的標準。我們新機器配備了 EtherCAT，它使我們將周期時間從原來的 2ms 減少到 0.01ms。”