台达为直线灌装设备提供控制系统解决方案

项目背景

直线灌装是包装生产中非常常见的一种方式，广泛应用于医药、日化、农化、油脂、饮料等行业，可灌装不同液体类产品。直线灌装设备是液体灌装包装生产线的关键设备，通常采取间歇灌装，由输送带、进瓶挡瓶定位机构、灌装头、柱塞泵组和电气部分等主要部件组成。针对直线灌装设备的升级改良需求，台达为客户定制开发了直线灌装设备解决方案，能够实现每个柱塞泵各自进行单独调节的功能，灌装精确，操作方便，适用于不同规格的容器灌装。

项目方案

直线灌装设备由输送带、进瓶挡瓶机构、灌装头、柱塞泵组、电气部分等主要部件组成。输送带用于进瓶输送和出瓶输送，空瓶完成灌装后输出到下游设备进行下一道工序。输送带的速度由变频器控制输送速度。进瓶档瓶机构采用汽缸对瓶子夹紧定位，隔瓶、放瓶采用气动方式。灌装头是柱塞泵和灌装容器之间的桥梁，它的作用是将柱塞泵输送过来的液体，通过灌装头送入到灌装容器之中。柱塞泵组是直线灌装设备的核心部件，它的好坏直接关系到灌装设备的进度和灌装量精确与否。

目前市场上的直线灌装设备较多以单泵控制多个灌装头的方式。这种方式的缺点是控制精度低，无法对每个灌装头进行单独调节，不能够满足市场对灌装精度、控制和调节更方便更简洁的要求。

台达直线灌装设备控制解决方案主要采取可编程控制器（PLC）AS300系列加AS-FCOPM通讯功能卡、伺服驱动器ASDA-A2系列通过CANopen总线，利用台达专属驱动模式的便捷指令实现灌装轴的精确控制。

灌装包装生产线通常会以灌装设备的性能为标准来配置其他设备速度和效能。它的速度决定了整条生产线的速度，对液体灌装包装生产线的效率影响最大。因此所有的灌装包装整线供应商，都十分重视对灌装设备控制系统的研究和开发。整个灌装生产通过开放式工业以太网（Ethernet）连接整个生产链。

直线灌装工艺包括输送启动、进瓶检测、进入灌装区、空瓶定位、灌装、满瓶送出等。当机器启动后，前门气动开关打开，后门气动开关关闭，排列在进瓶输送带上的空瓶依次进入灌装区域；当瓶子到达指定位置，同时前门气动关闭打开挡住后面的瓶子进入，开始灌装。进瓶输送带上安装有进料检测开关，该开关能够对进入瓶子进行计数，同时能够检测瓶子空位，如果该处有空位，可以控制后面对应的灌装头不灌装。当灌装区域的瓶子达到指定灌装液位以后，后门气动开关打开，满液位瓶子送出。出口位置有光电检测计算灌装瓶子的个数。当进入灌装区域空瓶的个数和，送出满液位瓶子的个数相等时，打开前门气动开关，让空瓶进入，如此往复。

通过采取台达灌装设备控制解决方案，该灌装设备功能更加强大，通过CANopen总线模式控制，接线方便，数据传输速度快；控制器可控制多轴扩展灌装泵，节约成本；以伺服驱动器实现灌装设备构控制功能，机构可各自单独补偿调节；自动识别系统可以实现有瓶灌装，无瓶不灌装；可采用下潜式灌装，防起泡及爆料；设备生产参数、调试参数调节更加方便、快捷。

项目总结

直线灌装设备是灌装线中比较常见的设备，其市场应用量和技术成熟也是发展最早及比较全方面的设备。灌装各种液体、膏体类产品如消毒液、洗手液、牙膏、药膏、各种化妆品等物品时常常用到。近年来，随着市场需求的发展，直线灌装设备也朝着灌装精准度更高，控制和调节更加简单方便的方向发展。台达依据多年来的运动控制开发经验研制的多伺服控制多灌装头直线灌装设备，有效帮助市场上的直线灌装设备进行升级，增进设备的操作便利性，同时也提高了灌装精度。