吹塑机(如由 Bemaco 制造)主要用于生产塑料空心体,比如包装行 业所用的塑料桶和塑料罐、汽车行业中小汽车及技术元件用的燃料 箱,或使用更小型的机械生产包装化妆用品所用的小塑料瓶。 吹塑机运行所依据的原理如下:塑料颗粒在挤出机中熔化并输送到 储料器中,在储料器中积蓄高温粘性熔体,一旦达到指定的数量, 即以塑料管的形式从模头挤出。在挤出过程中,垂直和 / 或水平方向 上所需的壁厚通过控制伺服液压缸来实现。随后,注入空气,在水 冷吹塑模具中形成塑料管。
塑料成型工艺的主要控制准则有:
| 观察熔化温度,防止塑料工件质量受损,确保塑料工件的表面在 视觉上是完全一致的,
| 控制挤出管的壁厚,确保复杂几何形状的工件得到所需的壁厚,
| 快速、精确地控制合模机构,确保价格昂贵的吹塑模具保持高生 产率和低磨损特点。
吹塑机的所有轴都是通过液压驱动的。模块化安全系统用于保护操 作人员和机器的安全。
挤出机、合模机构、吹塑工位及液压系统上的总线端子模块站,用于在本地连接数据点。Beckhoff 安全端子模块直接在系统的总线端子模块站内集成了安全 I/O
“我们选用了 Beckhoff 模块化自动化系统来满足这些要求。” Bemaco Engineering 的电气、电子及软件经理如此阐述道。“计算能 力、数据连接、安全技术及控制器均可根据系统要求进行升级和模 块化配置。这说明,只有使用我们实际需要的产品才能最大限度地 降低成本。这种模块性也为我们提供了后续扩展或改造的灵活性。
量身打造的计算能力
控制系统的核心部分是作为控制平台的 CP6622 嵌入式控制面板,它 配备了 Windows CE 操作系统和 TwinCAT 软件。控制面板有两个 RJ 45 以太网口,一个用于公司网络接口,另一个用于连接 EtherCAT 接口。 EtherCAT 接口无需使用现场总线接口卡。此外,还可提供两个 USB 接 口和一个 RS232 接口。
控制面板可访问所有系统组件,如加热器、合模机构、吹塑工位及液 压驱动器。J?rg Johannpaschedag 解释道:“系统组件的数据点直接在 本地通过总线端子模块站集成。对于每个数据点,我们都从大型、模 块化 I/O 端子模块系统中精挑细选了理想的总线端子模块,并为每个 系统组件配置了一个单独的 I/O 站点。我们在本地系统组件的端子盒 内安装了总线端子模块站。这样可以缩短执行器和传感器的布线距 离,使布线配置更加透明化。”
EtherCAT 为壁厚提供更高的精度
Bemaco 将基于以太网的高速 EtherCAT 系统用作现场总线系统。“采 用了 EtherCAT 之后,实现了采样率小于 1 毫秒。”Bemaco 的机械、 液压和气动系统经理 Ralf G?smann 如是说。“这显著增加了生产工 艺的精度,从而提高了工件质量。通过壁厚液压缸控制壁厚就是很 好的一个例子。由于生质量,精度和平滑处理只能借助高速控制系 统才能实现。
TwinSAFE - 模块化安全技术
过去,如急停开关等安全元件都是通过传统方式布线的。通过 Beckhoff TwinSAFE 端子模块,安全功能可被直接集成在总线系统中。 Ralf G?smann 高兴的说道:“安全端子模块节省了大量的布线时间, 从而降低了成本。我们根据系统组件中所需的安全功能选择安全端子 模块,并直接在本地将它们集成入总线端子模块中。例如,我们直接 将急停开关连接到加热器接线盒中。”
针对临界安全状态的方案在软件中得以实施。可以配置一个提供预装 功能块的功能库,并根据每个具体的应用进行调整。“方案的实施非 常简单。”J?rg Johannpaschedag 补充说道。“我们的研发人员能够很 快地掌握功能块的用法,并能够非常高效地配置所需的安全方案。
适用于任何应用场合的理想控制系统
“我们在 TwinCAT 自动化软件的基础上通过优化后的控制技术达到所 需的精度和重复性。”J?rg Johannpaschedag 如是说。有了 TwinCAT 软 件后,用于吹塑机的复杂控制系统实施起来也非常容易了。控制器功 能库用于实现此目标。TwinCAT PLC 液压定位功能库用于控制液压轴。 温度控制通过 TwinCAT PLC 温度控制器功能库实现。
“生产高品质塑料零件,需要一直观察熔化温度,以避免由于温度波 动过大造成物料受损。TwinCAT PLC 温度控制器完全能够满足我们的工 艺控制要求。自动测定控制器参数可以很好地转换控制路径属性。” J?rg Johannpaschedag 接着说道。
Bemaco Engineering 的商务总监 Michael Gottschalk 补充道:“基于 PC 的 高性能自动化技术(无需特殊硬件)以及种类繁多的总线端子模块 (包括安全端子模块)是我们选择 Beckhoff 的重要原因。这项技术让 我们能够提供面向客户的解决方案,降低了工程成本。