מימוש מהיר וקל של מכונת “ביקבוק”(Bottling) מהירה ומדויקת

תיכנון ומימוש מכונות למילוי בקבוקים הינה מורכבת, ארוכה מאוד ובד”כ הינה נחלת אשפים בלבד.

כלי התכנון החדשניים של Elmo בשילוב בקרת תנועה מתקדמת, צירי סרוו מכווננים אופטימלית ותקשורת ETHERCAT יעילה ומסונכרנת מאפשרים מימוש קל, מהיר, מדויק ואיכותי, וניתן לביצוע על ידי ה”מיישם הסביר” (מהנדס שאינו אשף בהינע). במכונות אריזה ההינע (MOTION) הינו מרכיב דומיננטי בתהליך היצור ולכן ביצועי המכונה תלויים דרמטית בביצועי צירי הסרוו ובקרת התנועה הרב- צירית. פתרון החברה מכיל את כול מרכיבי היישום הנתמכים בכלי תיכנון מתקדמים אך עם זאת מאוד ידידותיים ופשוטים להפעלה.

כלי התיכנון לא רק מאפשרים להגיע לביצועים מיטביים אלא גם למימוש המכונה על ידי מהנדסים שאינם מומחי MOTION ובקרה. החברה מציבה סטנדרטי איכות חדשים המובילים בתעשיית מכונות הצבת תוויות (LABELLING) וסגירה מבוקרת כוח של הפקקים (CAPPING) עם מהירות קו של למעלה מ-60,000 בקבוקים לשעה ובאיכות יצור גבוהה ביותר. מבנה המכונה הוא כקרוסלה מסתובבת במהירויות גבוהות מאוד, כאשר על הקרוסלה מותקנים 60 מנועים + מגברי סרוו מתקדמים שתפקידם לבצע את פעולת הדבקת התוויות או סגירת הפקקים. בקר מרכזי הממוקם בחלק הנייח של המכונה מייצר תסריטי תנועה מורכבים ( – Electronic CAM) ומשדר אותם בתקשורת מהירה דרך טבעות החלקה לכול ציר וציר על הקרוסלה. לבקר המרכזי יש עוד תפקידים ומשימות בביצוע התהליך של הביקבוק.

תקציר
המימוש של מכונה מהירה להצבת תוויות (או סגירת פקקים) מעמיד אתגר של תכנון וביצוע תנועות ECAM מורכבות ודינמיות. על מנת לעמוד באתגרים אלו נדרשת התמודדות עם מניפולטורים (מיידנים) מורכבים באמצעות בקרה מהירה, מתוחכמת ומורכבת של מכניקה מסתובבת, עם עשרות מנועים ומגברי סרוו אשר פועלים בסביבה “עוינת” של רעידות מכניות, לחות וטמפרטורות קיצוניות.

לביצוע הפעולות המורכבות והמסונכרנות התקשורת בין צירי התנועה לבקר התנועה המרכזי חייבת להיות מהירה, מתוזמנת ומסונכרנת. תקשורת זו חייבת להיות איכותית ורובסטית על מנת לשמור על הדרמיניסיטיות של הרשת גם עם המעבר בטבעות ההחלקה. מימוש ההינע של מכונה מסוג זה דורשת עבודה מאומצת ואינטנסיבית שאורכת בדרך כלל “שבועות רבים” ודורשת מיומנויות וניסיון רב בטכנולוגיית תנועה ובקרה. בקרת התנועה המתקדמת המוצעת על ידי החברה, מטייבת, מפשטת, מקצרת ומקילה באופן משמעותי מאוד את תהליך המימוש עד לרמה של הנדסה רגילה (ללא אשפים בתנועה ובבקרה) ומקצרת את הזמן הדרוש לתכנון בקרת התנועה ולהפעלתה עד לכדי פחות משלושה ימים.

הפתרון החדשני – תמיכה חכמה עם כלי תוכנה מתקדמים
שימוש בכלים חכמים וחדשניים אשר מפשטים את התהליך של פיתוח בקרת התנועה. הכלים שמציעה החברה מתחלקים לשתי קבוצות עיקריות: הקבוצה הראשונה שייכת ומהווה חלק אינטגרלי של תוכנת ה- (Elmo Application StudioII). זהו כלי תכנתי המשמש לכול הפעולות הדרושות להפעלה מיטבית וקצרה של מגברי הסרוו ובקרי התנועה, כגון כוונון סרוו, תיכנות פרופילי ECAM, מיפוי שגיאות, ביצוע קונפיגורציה של רשתות תקשורת וכיו”ב. הקבוצה השנייה מכילה מערך עשיר ומגוון ביותר של “בלוקי תנועה” (EMBL – בלוקי התנועה המתקדמים של החברה), ספריות תכנה ותבניות של מכונות המפשטים את העמידה בדרישות התכנות המייגעות העומדות בפני צוות הפיתוח והתכנות.

קבוצת כלים זו משמשת בדרך כלל בשלב פיתוח התהליך של המכונה. שתי הקבוצות משלימות זו את זו לצורך השגת המטרה של מימוש פשוט ומתקדם בתזמון המהיר ביותר. גישת ה”הרבה אינטלגנציה אבל פשוטה ליישום” לא רק שמבטלת את הצורך באמצעי מימוש מסובכים המצריכים קידוד תוכניות תנועה ובקרה מורכבות ב”זמן אמת”, אלא גם משפרת באופן משמעותי ביותר את ביצועי בקרת התנועה ומקצרת בצורה משמעותית את זמן היציאה לשוק ושיווק המכונה ללקוחות בשיווק המוני, תוך כדי חיסכון רב מאוד במשאבי הפיתוח וההנדסה.

מנועים משולבים –
Gold DUET

הינעי סרוו רבי עוצמה מסוג GOLD WHISTLE, קטנים ביותר, בעלי נצילות גבוהה ועמידים בתנאי סביבה קשים מאוד, משולבים בתוך המנועים. שילוב זה מפשט באופן משמעותי את האינטגרציה בקרוסלה המסתובבת, חוסך מקום רב “ומכווץ” את ארונות החשמל.

פתרון “ללא כבלים” זה מפחית את הפרעות האלקטרומגנטיות ומשפר את החסינות לרעש, מפחית עלויות, וחוסך נפחים משמעותיים במכונה..  הינע ומנוע משולבים קומפקטיים ביותר – מגברי הסרוו GOLD. הינע הסרוו G–WHI, חכם וקטן ביותר, מכוונן בצורה מושלמת לרוחב הפס הרחב ביותר ולתגובה המהירה ביותר, על ידי כך שהוא מתגבר על אי הליניאריות של העומס המכני. באופן זה מתאפשרים פעולה מהירה ויציבה ביותר, תפוקה גבוהה מאוד ופעולה ללא שגיאות. – המנצח (Maestro). על התזמורת השלמה של 60 הינעי סרוו מנצח הבקר Maestro – בקר רב צירי, המבקר ומפקח על תהליך “הביקבוק” כולו. הבקר Maestro הוא בקר ברמה עולמית לריבוי צירים, שמבצע במדויק את תרחישי התנועה המורכבים, ומנהל את הרמוניית המגברים דרך רשת התקשורת המהירה. תנועה בהרמוניה מושגת על ידי הבקר Maestro אשר פועל עם הינעי הסרוו GOLD.

ראשי הפרקים של הפתרון
שישים צירים הממוקמים על פלטפורמה מסתובבת משמשים לצורך הדבקת תוויות וסגירת פקקים, תהליך המתבצע במהירות גבוהה מאוד. הבקבוקים מוזנים באופן אוטומטי אל תוך המכונה ומועברים אל הפלטפורמה המסתובבת.

הפלטפורמה המסתובבת מכילה 60 מנועים אינטגרליים מסוג Gold – DUET בעלי יכולות סרוו מתקדמות, עוצמת בקרת הספק וגודל מיניאטורי שהם הפתרון האולטימטיבי לבקרת הינע של מכונה מסוג זה.  התקני ה-Gold DUET הממוזערים הם רכיבים חיוניים במכונה זו עקב הגודל הפיסי המוגבל של הפלטפורמה המסתובבת.

התקני Gold – DUET מוצבים על הפלטפורמה ומחוברים בצימוד ישיר על מנת להבטיח את דיוק וחלקות התנועה בביצוע תהליכי הצבת התוויות וגם במהלך לכידת התמונה המבוצעת על ידי מצלמה. לכול דואט ( מנוע + מגבר סרוו אינטגרליים) מחוברים רק כבל תקשורת ה-ETHERCAT וכבל ההזנה של ההספק.  עושר היכולות של כלי EASII ואפשרויות הפונקציונליות המגוונות שלהם מאפשרים כוונון של ההינעים ואופטימיזציה של בקרת הסרוו שלהם, על מנת לספק את המהירויות הנדרשות ובדיוקים הגבוהים ביותר הנדרשים מהמערכת. בקרת הסרוו המתקדמת של ה-EASII משלבת יכולות שמשפרות באופן מרבי את ביצועי הסרוו של כל מנוע וכל מכניקה קיימת. הפתרון הקומפקטי הכולל מנוע והינע להספק גבוה מותאם באופטימיזציה למכונות בעלות מרווח ומקום מצומצם.

בפתרון זה משתמשים במשוב אבסולוטי בעל רזולוציה גבוהה מאוד, המאפשר להגיע לדיוק גבוה ולבקרת הסרוו והביצועים הטובים ביותר. הפתרון באמצעות התקני Gold – DUET חייב להיות עמיד לתנאי הסביבה הקיצוניים, על מנת לעמוד ברעידות המכניות של הפלטפורמה המסתובבת. כתוצאה משימוש בכבילה מינימלית בפתרון זה השפעות הרעש החיצוני הינן מינימליות והפרעות EMI ו-RFI נמוכות ביותר, ולכן הוא מספק את הפתרון הטוב ביותר למספר גדול של צירים בשליטה שמתבצעת דרך רשת תקשורת טורית מהירה מסוג EtherCAT.

כלי יצירת טבלאות ECAM –
מימוש והפעלה תוך מס’ דקות
ארבע מצלמות מהירות מוצבות בחלק הנייח של המכונה. כאשר בקבוקים עוברים דרך שדה הראייה של מצלמה, מצולמת תמונה ומועברת אל המחשב המארח. המחשב המארח מעבד את נתוני התמונה ומחשב את המיקום המדויק עבור הדבקת התווית באמצעות אלגוריתם לעיבוד תמונה. סיבוב הבקבוק מבוקר על ידי הבקר Maestro, הבקר הרב צירי של החברה, אשר קובע את מיקום היעד הראשוני של הדבקת התווית ומאתחל את מנגנון מערכת ה-ECAM לביצוע תנועות פרופיל מסונכרנת. פונקציית ה-ECAM הפועלת בבקר ה-Maestro היא אחת מהאפשרויות הפונקציונליות החשובות ביותר המשמשות לפעולת מכונה זו.

להפעלה של ECAM באמצעות Maestro ישנם יתרונות רבים. כל התקני slave עובדים על מוד פעולה סטנדרטי של מיקום בסנכרון מעגלי ציקלי (CSP, Cyclic Position) לפי מפרט DS-402 . הבקר Maestro ו-EASII מאפשרים רמות אינטרפולציה גבוהות עבור מימוש מסלולים בתנועה חלקה עם מספר מצומצם של נקודות ECAM. כך מתאפשר ביצוע חישובי תנועה דינמיים ומהירים, הוצאתם לפועל, החלפה של פרופילי תנועה, בניית טופולוגיה בריבוי היררכיות, סנכרון וירטואלי של צירים ותכונות רבות ומתקדמות נוספות אשר מפשטות את תהליך המימוש ומאיצות אותו דרמטית. EASII המתקדם, הכלי ECAM של החברה המשולב עם EMBL (ספריות בלוקי התנועה של Elmo) מאפשר תכנון פשוט מאוד ומהיר ובדיקה מדויקת של מסלולי ECAM, על מנת להביא את רמת המכונה למצב פעולה תוך ימים ספורים. החברה פיתחה מס’ רב של ספריות EMBL המפשטות את תהליך הפיתוח של המכונה בצורה ניכרת.

כדוגמא Homing (כל שיטות DS-402 ועוד), Output Compare (PEGS), Emulation (אמולציה), ECAM, PVT, Spline, Joystick ועוד. החברה ממשיכה לפתח ולהוציא לשוק ספריות EMBL חדשות.  בעזרת הכלים החדשניים החברה מובילה את המיישם הסביר דרך תהליך המימוש כולו באופן פשוט, מהיר וחכם כשהיא מבטיחה ביצועים אופטימליים וזמן “פיצוח” מינימלי של המכונה תוך חיסכון ללקוח את מומחיות ה-MOTION הנדרשת לפיתוח ומימוש מכונה מעין זו. בבדיקות שנעשו בשטח עולה שניתן לצמצמם את זמן תיכנון וישום ההינע במכונת “ביקבוק” לפחות מ-3 ימים, תהליך שבדרך כלל נמשך “הרבה ” שבועות.

לפרטים נוספים בקרו באתר החברה