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罗克韦尔MP系列不锈钢伺服电机在食品包装设备的应用

  [编辑简介]:某自动食品装载机械的供应商采用了罗克韦尔MP系列不锈钢伺服电机等产品构成一套集成运动控制解决方案。本文对该案例的背景、具体方案构成及取得的成效进行了详细描述。

背景

  几十年前,不锈钢曾被认为是食品包装设备的高端选项。但在最近几年,在全球范围的食品加工和包装行业内收紧了对卫生清洗的要求。因此,各行业协会建立了多项标准和指令,以帮助制造商及其机器制造商符合这些更高的要求。

  例如,美国肉类协会的 10项卫生设计原则之一是要求机器制造商采用相容材料设计设备,这意味着这些材料要承受长期的高压冲洗循环。

  毫无疑问,不锈钢是耐腐蚀性化学物质和高压水流的最佳材料,这使其成为食品包装机械的重要组成部分。在机器设计中加入不锈钢的机器制造商能够更好地服务于认为卫生设计至关重要的生产商。

FR Drake 是法兰克福香肠行业中自动食品装载机械的全球领先供应商

解决方案

  Allen-Bradley MP 系列不锈钢伺服电机可帮助减少额外的硬件,同时提高机器的清洁度、可靠性和性能。

  罗克韦尔自动化集成架构(包括Allen Bradley Kinetix集成运动控制)有助于将机器和运动控制简化到一个平台上。

  Allen-Bradley 工业计算机和FactoryTalk View MachineEdition人机界面软件可以使机器性能可视化。

  高级安全控制(包括 Allen-BradleySensaGuard 安全传感器和 Allen-BradleyGuar.master安全继电器)可帮助操作员更安全地进入存在运动的机器区域。

取得的成果

  使用 MP 系列不锈钢伺服电机,FRDrake 的客户减少了维护程序和保修申请。

  FR Drake 利用经 CE 认证的安全控制扩大了国际客户市场。

图:不锈钢伺服电机帮助提高机器清洁度和性能

面临的挑战

  FR Drake 是法兰克福香肠行业中自动食品装载机械的领先供应商,占据90% 的全球市场份额。

  Waynesboro, Va.公司制造的装载设备可将法兰克福香肠排列成行来做好包装准备,然后送入卧式成型、填充和封口 (HFFS)机器。生产商希望 FR Drake 能利用设备来帮助将手动装载包装过程自动化,从而提高生产可靠性和完整性。

  FR Drake的工程师总是主动满足客户的需求,包括对可承受严酷且频繁机器冲洗的卫生机器的需求。由于标准伺服电机无法承受高压腐蚀性冲洗程序,FRDrake 的工程师以往的解决方式是构建不锈钢护盖来试图保护电机。

  不幸的是,食品颗粒通常会卡在外壳周围的缝隙和铆钉上并积累。而且,冲洗液最终还是会进入外壳并接触到电机。最终,腐蚀性化学物质将损坏电缆与电机的连接点,还有可能腐蚀外壳本身。

  即使采用不锈钢外壳,标准伺服电机在苛刻的冲洗应用情况下通常也只能维持五到七年。由于每个 FRDrake法兰克福香肠装载器使用四台伺服电机,机器的最终用户可能会发现他们大约每两年就要更换一次电机。

  我们过去制造的不锈钢护盖有助于增加伺服电机的使用寿命,但是无法达到我们希望为客户实现的目标,FRDrake 的工程副总裁 George Reed说。我们确认了电机外壳的一些特性,如果加以改进,则可进一步提高我们的机器的可靠性。

  由于典型的 FR Drake 法兰克福香肠装载机器已实际应用多年,Reed和他的团队决定找到一种可经得起机器生命周期考验的电机解决方案。

解决方案

  为获得新选项,FR Drake 求助于其长期自动化解决方案提供商,罗克韦尔自动化。几年前,FR Drake工程师参加了由罗克韦尔自动化举办的 Automation Fair;(自动化博览会)活动,并讨论了他们的食品生产客户所面临的问题以及他们正在寻找的电机解决方案类型。根据FRDrake 和其它机器制造商的意见,罗克韦尔自动化将 Allen-Bradley;MP-SeriesTM;不锈钢伺服电机推向市场,以帮助食品行业的生产商改进卫生机器的设计。

  这些电机采用非常适合于清洁的光滑、圆形设计,因为其表面不能轻易地积累肉类和液体。该电机由 300级别的不锈钢制成,并在组件制造完成后经过特殊处理,以去除杂质并进一步提高防腐蚀能力。此外,电机出厂时已密封电缆出口,最大限度地提高产品可靠性。

  与罗克韦尔自动化的标准伺服电机一样,MP 系列不锈钢电机也是该公司Allen-BradleyKinetix;集成运动产品组合的一部分。作为罗克韦尔自动化集成架构系统的运动控制组件,Kinetix可无缝集成 Logix控制器、伺服驱动器、伺服电机和执行器。

  使用 MP 系列不锈钢电机更新我们的机器是非常简单和直接的改进,Reed说。由于我们已经采用标准化集成架构系统,并且这些电机的外形规格、转矩和编程语言与其它Allen-Bradley 伺服电机相同,实际上我们只是直接更换了当时正在使用的电机。

  FR Drake 的机器架构还包括 Allen-Bradley ControlLogix; 可编程自动控制器(PAC)、Allen-Bradley 工业计算机和 FactoryTalk; View MachineEdition人机界面软件,所有这些组件协同工作以提供增强的机器性能信息。

  帮助完善机器的完整性 - 特别是针对法律强制 CE 认证的国际市场 - FR Drake整合了罗克韦尔自动化的高级安全控制。工程师实施了 Allen-Bradley SensaGuardTM安全传感器和Allen-BradleyGuardmaster; 安全继电器来帮助操作员更安全地进入存在运动的机器区域。

取得的成果

  MP 系列不锈钢电机使 FR Drake 省去了构建额外保护外壳单元所需的设计时间和成本。

  随后,由于 FR Drake装载设备可靠性的提高,该公司收到的保修申请数量和必须为客户提供的电机维护次数都有所降低。实际上,在使用MP 系列不锈钢电机的前两年中,FR Drake的人员没有接到一个现场服务问题的电话,该公司当前正在致力于使该电机成为其有装载机械的标准配置。

  最后,由于罗克韦尔自动化安全控制通过了 CE 认证,并且全球的生产商都非常熟悉 Logix架构系统,FRDrake 得以在国际市场中持续开展业务,这一部分已占公司业务的 75%。

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