模塊化毛巾生產線需要靈活及緊湊的控制和驅動技術

S.Ziegler

德國倍福自動化有限公司(德國)

家用紡織品包括床單、枕套、窗簾和毛巾等產品，所有這些產品都是在各種模塊化機器上生產的。

1 基于個人計算機(PC)的靈活系統配置控制

倍福公司的新型轉移縫紉生產線是專為毛圈織物毛巾而開發，具有更簡易的設置轉換功能，并提供了從各種調直系統中輕松選擇的可能性。例如，客戶可以根據接縫尺寸或標簽分發的不同個體需求，從模塊化系統中配置機器。

轉移縫紉生產線長約12 m，寬約7 m，可以從大卷筒里的連續織物材料中生產各種規格的毛巾，從30 cm×30 cm尺寸的小方巾到2 m×2 m尺寸的桑拿毛巾。操作員可通過可視化系統輸入參數對機器進行控制。最小尺寸毛巾的最大輸出速率為1 800條/h。

首先，整塊連續的毛圈織物被送入調直和裁剪站。該設備可確保織物直接進入，這對于毛圈織物十分重要，以保證其無暇褶邊。隨后，織物被裁剪成一定尺寸，并轉移至傳送帶上。接下來織物經過4個標簽站，在此可以縫上多達8個不同的標簽、掛繩或吊牌。在后續的包邊縫紉站給毛巾鎖邊，并轉送到計算機控制的剪經線處。

圖1 新型轉移縫紉生產線的包邊縫紉工作站(照片來源:德國倍福)

這是該公司首次在工業以太網中部署極速控制(XFC)技術和分布式時鐘，以彌補在切換兩個切割輪上氣動閥時所延遲的時間。這樣，機器運行可更加精準，如在全速傳送速度下，所需的紗線長度更精確。整個系統使用17個XFC以太網輸入/輸出終端，特別是EL1252和EL2262終端。以太網的時間戳功能對Texpa十分有用，通過該功能，信號曲線可以通過分布式時鐘在整個系統中進行協調。

2 強大且開放的控制平臺

Texpa在2005年轉向基于計算機控制的主要原因是，自不再使用以前的硬件可編程邏輯控制器(PCL)后，其希望對所有機器任務使用同一控制硬件。例如，通過將人機界面和機器控制等功能集成在一套獨立的設備中，不再需要單獨的PCL。由此產生的成本優勢非常明顯，基于以太網的通信系統不再需要昂貴的現場總線主機并簡化了數據傳輸。從2007年開始，該公司還采用了倍福TwinCat NC PTP技術將以前集成于驅動控制器中的移動功能轉移至系統的控制軟件中。利用該方法使自動化技術集成于一體，從而明顯縮短了調試時間。若加上現代模塊化程序結構的功能，總優化系數在2～3倍。硬件PCL有限性的缺點則另當別論。

另一優勢是基于PC機的控制開放性。如，將IO-Link(一種點對點通信協議)協議輕松集成到以太網中。IO-Link常用于數字化采集模擬傳感器信號，所需布線比以前少很多。計算機控制的其他有利方面體現于眾多閥組和整體系統的模塊化。這是倍福部署EL6224型IO-Link管理終端的范圍，可通過以太網主管理終端輕松確定其參數。

3 超緊湊工業級PC機和單電纜(OCT)驅動技術減少空間需求

由于制造系統的高度復雜性和普遍的模塊化，Texpa始終特別關注所需的控制室空間。以新的超緊湊C6030型工業級PC機為例，計算機控制提供了許多機會使空間最小化。C6030型計算機以緊湊的設計提供了極好的計算能力，占用空間要小得多，并且能夠高度靈活地適應現有空間，例如扁平櫥柜。盡管它的體積很小，但它仍然具有足夠的應用程序接口，為最終用戶提供可與工業4.0概念對接的操作數據。

在單個制造系統中有多達53個數控軸，所以驅動技術必須同樣緊湊。通過單電纜技術(OCT)，倍福驅動器所需的布線更少，產生的故障也更低，并占用更小空間，這得益于其更小的電力供應鏈。