ОткрепитьЗакрепитьЗакрыть
 © Quadient
© Quadient

28 сент. 2021 г.

Упаковка нужного размера для повышения экологичности

Управление на базе ПК и сети EtherCAT обеспечивает гибкость и экологичность упаковочных машин

Не так давно электронная коммерция пережила небывалый рост популярности и успеха. В то же время потребители все больше ценят экологичность и отказ от использования ненужных упаковочных материалов. Чтобы соответствовать всем этим трендам компания Quadient, расположенная в городе Драхтен (Нидерланды), разработала новую упаковочную машину для эксплуатационно гибкого, устойчивого и экономически эффективного производства кастомизированной упаковки из гофрированного картона. Данная система использует технологию управления на базе ПК, сеть EtherCAT для передачи данных и приводную технику от Beckhoff.

Как поясняет Корнелис Коистра, менеджер проектов компании Quadient, разработка новой концепции упаковочной машины CVP Impack началась в 2012/2013 годах: «Сама идея этой новой машины возникла, когда один из наших менеджеров выразил неудовольство, узнав, что продукт практически всегда упаковывается в гофрокартон слишком большого размера. В частности, упаковка, в которой интернет-магазины отправляют свои товары, в среднем, содержит более 50% амортизационных материалов». Это происходит вследствие чрезвычайно сжатых сроков отгрузки товаров наряду с отсутствием подходящих и достаточно гибких упаковочных решений. В свою очередь, это приводит не только к расходу большого количества картона, но и создает нецелесообразно большой объем транспортировки со всеми вытекающими отсюда последствиями, такими как повышение энергопотребления и объемов выбросов CO2, а также рост накладных расходов. «Мы разработали CVP Impack, чтобы устранить все эти недостатки. Это первая упаковочная машина, способная производить картонные коробки, оптимизированные по всем трем габаритным размерам. На сегодняшний день автоматические упаковочные системы CVP используются в многочисленных компаниях e-commerce в Европе и Северной Америки, что позволяет им эффективно упаковывать в «умные», адаптированные по размеру посылки», подводит итог Корнелис Коистра.

Корнелис Коистра, менеджер по проектам компании Quadient, рассматривает высокоскоростную систему передачи данных EtherCAT как главное преимущество упаковочной машины.
Корнелис Коистра, менеджер по проектам компании Quadient, рассматривает высокоскоростную систему передачи данных EtherCAT как главное преимущество упаковочной машины.

Рациональное использование ресурсов и сокращение затрат

Автоматические упаковочные системы Quadient с помощью технологии 3D-сканирования всего за несколько секунд измеряют, проектируют, взвешивают и маркируют каждый отдельный заказ – вне зависимости от того, состоит ли он из одной или нескольких позиций. Кроме того, картонные коробки всегда разрабатываются в соответствии с продуктом, что позволяет снизить объем доставки примерно на 50%. Корнелис Коистра также поясняет, что система использует на 30% меньше картона для аналогичных продуктов. Более того, данный подход позволяет снизить пустое пространство в упаковке и, следовательно, необходимость применения наполнителей. Также сокращается количество производственных отходов, поскольку в процессе упаковки образуются только картонные обрезки, которые затем перерабатываются и повторно используются для изготовления новых картонных коробок.

Корнелис Коистра объясняет конструкцию системы: «Мехатронные компоненты являются важной частью производственного процесса, обеспечивая точное раскручивание рулона гофрированного картона, а также его позиционирование и обрезку. В рамках этого процесса используются приблизительно 150 модулей ввода/вывода для подключения, например датчиков, защитных дверец, освещения и клапанов. Также задействованы 16 двигателей постоянного тока, 23 синхронных двигателя переменного тока, шесть барабанных двигателей и три ленточных транспортера. HMI-модуль для эксплуатации и технического обслуживания установки является еще одним важным компонентом. Машина также оснащена промышленным ПК для обмена данными с системой складского управления и ERP-системой заказчика».

Новый заказ на упаковку считывается посредством сканнера штрих-кодов. 3D-сканер измеряет габаритные размеры продукта, который необходимо упаковать, и генерирует изображение всей поверхности продукта. Соответствующий вес также записывается на этикетке. Затем эта этикетка точно позиционируется посредством принтера этикеток. Опционально, можно задействовать роботизированный модуль для размещения накладной внутри упаковки. Мониторинг процесса осуществляется с помощью восьми камер.

Шкаф управления с многоосевой сервоприводной системой AX8000 (справа), EtherCAT- и ПАЗ-модулями TwinSAFE (слева внизу) и EtherCAT-P-разветвителями EPP1322-001 степени защиты IP67 (внизу в центре).
Шкаф управления с многоосевой сервоприводной системой AX8000 (справа), EtherCAT- и ПАЗ-модулями TwinSAFE (слева внизу) и EtherCAT-P-разветвителями EPP1322-001 степени защиты IP67 (внизу в центре).

Модернизация с помощью технологии управления на базе ПК и сети EtherCAT

Корнелис Коистра рассказывает о текущей технологии управления и привода: «Компания CVP Impack впервые использовала технологию Beckhoff в конце 2019 года. Многоосевая сервосистема AX8000 – это очень важный для нас продукт, поскольку она поддерживает эффективную технологию однокабельного подключения OCT (One Cable Technology), применяемую в серводвигателях AM8000. Управление упаковочной машиной реализуется посредством Embedded PC CX2020 со знакомым ПО TwinCAT 3. Кроме того, ПАЗ-модули ввода/вывода (технология TwinSAFE) обеспечивают безопасность машины».

По словам Корнелиса Коистры, основой производительности машины является система обмена данными: «EtherCAT играет важную роль в достижении высокой точности и предсказуемости упаковочного процесса. Все действия и шаги регистрируются с высокой точностью, а наши упаковочные машины генерируют действительно «большие данные», которые можно затем сохранить и обработать на сервере через Интернет. Как мы, так и наши заказчики имеют доступ к этим данным для того, чтобы использовать их, например, для предупредительного технического обслуживания, анализа аварийных ситуаций или оптимизации машины. Технология EtherCAT позволяет нам управлять системой в реальном времени, а также быстро и бесперебойно отслеживать данные, которые мы предоставляем для внутренних и внешних аналитиков».

По мнению Корнелиса Коистры, тот факт, что технология EtherCAT является установленным международным стандартом передачи данных и, следовательно, наличие широкого диапазона EtherCAT-устройств от различных производителей является еще одним плюсом: «Это предоставляет множество преимуществ для OEM-производителей. Открытость системы управления на базе ПК позволяет расширить наши программные модули с помощью новых или внешних модулей, чтобы легко повторно использовать существующие модули».

Следующее поколение автоматических упаковочных машин

В начале 2020 года компания Quadient представила автоупаковщик следующего поколения – упаковочную машину CVP Everest, которая выполняет все, что делала CVP Impack, но при этом отличается повышенной производительностью, соответствующей требованиям современного центра исполнения заказов электронной торговли. Благодаря максимальной скорости 1100 коробок в час, CVP Everest является самой высокоскоростной автоматической упаковочной системой, обеспечивающей упаковку товара в подходящие по размеру коробки. Как и CVP Impack, автоупаковщик может обрабатывать заказы, состоящие как из одной, так и нескольких позиций без использования дополнительного оборудования или привлечения операторов, тем самым экономя для компаний драгоценное время и средства.