快、准、稳—贝加莱旋转吹瓶解决方案

旋转吹瓶机是吹瓶中的王者，它是一台巨型设备，每小时可以吹出72000乃至108,000个塑料瓶，通常它会与整个灌装机、旋盖、贴标等连线生产。它必须高速、高品质连续运转，才能让饮料生产稳定的输出，供应市场所需。

高速挑战

如图1所示，整个旋转吹瓶系统的结构，瓶胚由瓶胚注塑机注射成型，然后进入瓶胚提升机，通过理胚单元，像士兵队列一样排列整齐，进入瓶胚加热单元，在这里，它会被多段温区加热变软（瓶口必须确保能够被夹装到送瓶轮），以利于后道进入模具后的吹制。瓶胚由送瓶星轮机构次序送入对应的模具中，并合模，开始吹瓶过程，等吹瓶完成，将由取胚轮取走送出机器，进入后续的过程，需要清洗、消毒后进入灌装单元。

图1-高速吹瓶系统结构与流程

高速伺服拉伸

对于一个吹瓶的过程，可以看到在整个圆盘吹瓶系统中，每个吹瓶工站都将沿着整个圆周次序展开工作，如图2所述，当送瓶星轮将前道预加热的瓶胚送入吹瓶模具中，并合模，进入吹制阶段。在初始阶段完成预吹动作，并进入高压吹瓶过程，再回收气体，并排气，然后瓶子即吹制完成，由吹瓶星轮送出

图2-吹瓶过程的图形描述

图3-吹瓶模具内伺服拉伸杆的工作过程

在吹瓶过程中，伺服拉伸动作至关重要，它将配合吹气阀动作过程，将瓶胚向下送入，并快速提升，这个动作过程仅在百毫米级的时间完成，而对应的伺服拉伸动作将需要高性能且稳定的伺服系统配合。

紧凑空间的挑战

由于吹瓶站工位处于旋转体内部，由于机械结构限制，使得其必须体积更为紧凑，并多达数十个吹瓶站，因此，贝加莱的ACOPOSmotor伺服电机与驱动一体的产品最为合适，它可以通过ACOPOSmulti的供电模块提供动力输出，并通过滑环连接进入圆盘吹瓶机械机构内部。通过ACOPOSremote的分线盒进行动力分配，然后控制伺服拉伸动作。

图4-ACOPOSmotor伺服驱动与电机一体系统

快、准、稳-高速吹瓶解决方案

ACOPOSmotor精准的曲线控制

对于伺服拉伸动作而言，必须确保整个过程曲线光滑，贝加莱运动控制库的高阶曲线，确保了伺服拉伸动作的平滑，并且高速，这样确保了在整个拉伸过程中的机械振动小，这使得整个拉伸机构的寿命会更长。

掉电停车支持能力

由ACOPOSmulti的动力系统支持能源再生，在系统突然掉电时，主轴的惯量会产生制动能量，它将通过内部的AC-DC-AC转换，将机械能量转化为电能并经由整流逆变输出给其它小功率吹瓶站的ACOPOSmotor，这样，系统在掉电时实现同步停车，确保在掉电时系统不会产生能量以确保稳定的停车。

图5-贝加莱旋转吹瓶控制系统架构

整个贝加莱旋转吹瓶系统的架构如图5所示，通过POWERLINK网络，达到百微秒级的任务刷新，ACOPOSmotor、X67的模块均可在现场安装，并达到IP65防护等级，适合于啤酒饮料等生产现场，并且，ACOPOSmotor还支持“单电缆技术”—接线方便且成本低。

图6-ACOPOSremote采用直线电机控制

在更为高速，例如达到72,000瓶乃至108,000以上的机器中，还可以采用响应速度更高的直线电机来进行伺服拉伸动作，而贝加莱的ACOPOSremote模块可以直接驱动第三方的直线电机，来获得更高性能的机器控制。

满足卫生级要求的HMI

贝加莱的卫生级HMI采用全不锈钢的外壳、纯平设计、并整体达到IP69K的防护等级，非常适合于啤酒饮料、制药等领域对于洁净和冲水的要求。

图7-满足卫生级要求的多点触摸屏

当然，高防护等级HMI配合贝加莱的mappVIEW软件，则可以让机器获得更为便捷的操控体验，且可以支持不同的终端访问，可以实现多点触摸、视频、动画的设计，使得机器更显得易用，便捷的操作。

包括ACOPOSmotor、ACOPOSremote、IP69K的HMI，这些都是为食品饮料、制药装备而开发的产品，经过了全球及中国本土该领域的众多用户的机器现场运行考验。

每天，大家喝的矿泉水、茶饮料等各种塑料瓶装饮料都需要这些高性能的机器来实现，贝加莱，在背后默默支撑系统长期、稳定、高品质的运行。

作者：贝加莱技术传播经理 宋华振

时间：2022-03-16

首发：贝加莱官方服务号