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　　在人們的生活中，各種各樣的封裝式容器應用無處不在，如生活中最常見的各種液態食品、醫用消防以及各種清潔用品，而這些產品的生產都要用到灌裝機。在灌裝行業最常用的灌裝機器主要有2種工藝結構，旋轉式和跟隨式，本文主要圍繞禾川Q&R雙機組合分離式跟隨灌裝機解決方案分析。禾川R&Q雙劍合璧將為灌裝兩部注液+旋蓋的提供一種高性價比、靈活組合、高抗擾能力的柔性集成解決方案。

　　1. 智能灌裝線機器架構與配置

　　相對于旋轉式灌裝線，跟隨式灌裝機無需底盤模具，能夠靈活的根據終端客戶要求實現灌裝各種不同類型的產品，同時通過設置多灌裝頭，可以成倍提高灌裝速度與效率。跟隨式灌裝機主要分為跟隨注液和旋蓋2大模塊，2大模塊要求獨立性較高，根據終端客戶不同的需求灌裝線的長度不一，其中一個非常值得關注的問題就是隨著灌裝產品容量愈大、灌裝頭數量愈多，機身的長度就越長，占有空間較大的長方形機器不利于機器物流搬運。因此，設備生產商通常將灌裝注液部分和旋蓋部分做成兩個獨立的模塊。在本方案中灌裝注液采用禾川高性能集成運動PAC Q1+X3EB總線伺服，旋蓋部分采用禾川升級版小型機R8A。Q&R雙模組合將為設備選擇提供一種更加靈活和更具性價比的一體化智能解決方案。

　　2.禾川R&Q系列PLC產品介紹

　　禾川R PLC是禾川中小型控制器的新銳，R系統基于M7600MHZ處理器，具備R1 R2 R8 R9 RS RJ 六種類型，R系統擁有總線、串口等多種常用通訊，支持MODBUS TCP主從站功能、本地右擴展模塊支持、本體高速輸入輸出功能、多任務執行功能，USB+以太網實現高速下載與實時監控調節，全范圍覆蓋12軸以內所有OEM應用領域。

　　禾川Q系列控制器是集成了多種功能的總線運動控制器，支持 EtherCAT、CANopen、Modbus RTU、 ModbusTCP多種通信協議，本體自帶16對高速脈沖IO，可用于編碼器高速輸入、步進、脈沖伺服的控制。Q1可帶32個伺服軸、最大IO點數2048點，可支持從站128個，擁有電子凸輪、直線插補、圓弧插補、螺旋插補、追剪/飛剪、CNC G代碼/Robot等豐富而強大的功能，廣泛應用于機器與工廠自動化。　

　　3.R&Q組合式灌裝旋蓋方案介紹

　　灌裝部分采用禾川Q1 PAC+8伺服+2步進+編碼器實現，灌裝機主要分為 傳送帶寬與灌裝高度調整、灌裝頭與傳送帶同步平移灌裝、活塞與灌裝頭同步運動、輸送帶等機構組成。機器的工作流程是按下啟動按鈕，機器開始運動，輸送帶帶瓶運動。當進瓶檢測傳感器檢測到瓶子時探針鎖存瓶檢位置，當輸送帶實時位置-瓶檢鎖存位置=灌裝頭到檢距離，凸輪耦合，灌裝頭跟隨傳送帶同步運動。當灌裝頭進入同步區時，活塞軸運動，氣缸動作，開始注液。當整個灌裝行程完成，灌裝頭活塞返回初始位，鎖存位置清除，開始下一個周期。

　　完成灌裝工序后，灌滿料的瓶子通過輸送線送至旋蓋機完成旋蓋，擰蓋的工藝有多種配置，最常見兩種擰蓋配置就是跟隨式擰蓋合定點式擰蓋。跟隨式擰蓋的配置是輸送傳送帶、旋蓋頭平移、機臺升降、擰蓋四大部分，當旋蓋機進瓶檢測傳感器檢測到瓶，傳送帶伺服鎖存當前位置，當輸送帶實時位置-瓶檢鎖存位置=旋蓋頭到檢距離凸輪耦合，旋蓋頭跟隨傳送帶做同步運動，擰蓋伺服采用力矩控制，力矩值達到旋蓋頭松開返回起始位重復工作流程。定點式擰蓋則是旋蓋機只要系統初始化完成則旋蓋機擰蓋部分開始旋轉，當瓶子達到擰蓋位，夾瓶氣缸動作，夾緊瓶子固定瓶位，開始定點旋蓋，完成松瓶，旋蓋分為旋蓋A、旋蓋B 2個旋蓋工位，而實現這些動作的部件主要分為旋蓋電機、傳送帶電機、傳送帶寬電機。

　　通常，灌裝機的主體和旋蓋機的主體要求能夠靈活的拆裝，一是灌裝旋蓋線整體機身較長，不利于裝運和配送;二是灌裝旋蓋線本身是2臺功能各異的機器，終端生產商可能只需要其中一種功能。因此雙機雙控系統充分的滿足了客戶的靈活性要求，提高了生產線的柔性。

　　4. 機器的電氣配置與拓撲

　　機器的電氣主要是以Q為核心的灌裝控制電氣系統和以R為核心的旋蓋控制系統，Q1 PAC通過EtherCAT總線控制總線伺服電機完成灌裝工藝，R8A通過Y0—Y4高速輸出控制4個步進實現旋蓋動作。同時Q1與TP2000通過ModbusTCP總線實時通訊實現觸控可視，R8A PLC通過Modbus RTU與觸摸屏完成交互，多機組合，實現一屏多控效果。

　　5. 結語

　　伴隨著消費結構的升級，買方和消費者的個性化、定制化、時效性需求不斷提升，滿足“差異化、小規模、周期可控”的柔性化制造市場需求不斷增強。消費需求的變化正在使得生廠商和服務商改變傳統模式，逐漸走向消費者為導向的創新型道路，柔性快速的供應鏈正在成為企業的關鍵競爭力。

　　R&Q組合分離式灌裝旋蓋機正是柔性生產的一個具體體現，生產商可根據需求任意組合生產線達到最優性能和快速適應產品與場地的變化。從運動控制層面分析，在各種智能裝備中總線型伺服電機比脈沖型伺服電機更具柔性，因為總線型伺服能夠根據客戶對機器的期盼快速改變布局與整體系統設計，其能夠充分縮短產品的裝配與調試周期。