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marchesini-stage-lowres © Marchesini
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2023年5月17日

線性驅動系統提升設備效率

XTS 在製藥業中實現靈活的瓶子輸送

義大利 Marchesini 集團是全球領先的藥品和化妝品包裝設備以及填充系統製造商之一,長期以來一直使用倍福的 EtherCAT PC-based控制技術。如今,這家義大利設備製造商也依賴倍福的 XTS 磁懸浮輸送系統所具備的優勢。XTS 不僅提高了片劑、膠囊或藥丸包裝瓶填充封口全自動一體機中的輸送靈活性,而且能夠減少生產線調整準備時間和能源需求。

在產品更換過程中,插入式瓶架設計使得可以透過人機界面(HMI),呼叫預配置的運動配置文件一樣迅速調整XTS移動器的載具。
在產品更換過程中,插入式瓶架設計使得可以透過人機界面(HMI),呼叫預配置的運動配置文件一樣迅速調整XTS移動器的載具。

自成立 50 多年以來,Marchesini 集團一直特別重視其系統關鍵部件的研發,包括設備軟體,都是由公司完全自主研發而成。「不同於其他系統整合商,我們是一家業務非常全面的製造商,我們自主研發設備中使用的所有技術,因此對這些技術瞭若指掌。」Marchesini自動化研發部門主管 Stefano Gualmini 解釋道。Marchesini 與倍福的合作可以追溯到上世紀 90 年代,雙方的合作建立在穩固的共同願景基礎之上,雙方在理念上不謀而合。

從專用架構到開放式架構和PC-based的架構

「自1990以來,標準化和開放式平台就一直是我們關注的焦點。我們想要擺脫PLC基礎 的控制架構的束縛。」Stefano Gualmini 回憶道,「主要是因為 PC 硬體具有高可用性和可靠性以及出色的性價比等優點。」事實上,公司早在 2007 年就採用了當時剛推出市場不久的 EtherCAT 技術。「我們認為,EtherCAT 在各方面都是我們自動化流程的核心。」Stefano Gualmini 說道。他指出,平台的開放性、高效性和易實施性是公司當時選擇 EtherCAT 的標準,現在依然如此。此外,自 2013 年以來,公司一直使用 EtherCAT 透過 FSoE 開發功能安全潛力。將安全功能整合在同一個匯流排系統中,證明 Marchesini 減少50% 的佈線工作量,同時優化安全和標準元件之間的通訊。

運動控制是包裝和填充設備供應商的另一項核心競爭力。公司在 2018 年和 2019 年間進行大量基準測試後,再次決定選擇倍福。「我們必須在運動控制和機電一體化方面實現巨大飛躍,才能做好準備,迎接未來幾年的挑戰。」Stefano Gualmini 指出。而 Marchesini 集團選擇倍福作為其運動控制領域的合作夥伴,不僅是因為過去的合作關係,還因為倍福所提供技術的高品質和多樣性。最初使用的是傳統的旋轉運動部件,現在使用的則是機電一體化驅動解決方案 — XTS 磁懸浮輸送系統。其中一個例子是 Compact-24 monoblock 設備,設計用於計數固體產品,如片劑、膠囊、藥丸等,並將其填充入瓶子中。

使用直流中間電路,AX8000 多軸伺服系統可節能達20%。
使用直流中間電路,AX8000 多軸伺服系統可節能達20%。

XTS 實現高效加工流程

Compact-24 是一款典型的線性設備,在進料時,機械系統從藥瓶堆中取出藥瓶,並將它們分別放在 XTS 動子上。然後,動子移動到填充站,通過匹配的料斗將先前計數的藥丸同時填充到多個瓶子中。然後,瓶子被輸送到下一個工站,在那裡轉移到旋轉封蓋裝置中。然後透過 XTS 回到卸料工站,在那裡經過一系列檢查後,包裝被送往下一工站進行進一步處理。

Marchesini 的專家介紹,Compact-24 採用 XTS輸送瓶子,打破傳統的模式。每個動子都能獨立移動,並能根據所需的工序進行定位或分組。Marchesini 透過這項技術實現的設備高線性速度最大限度地減少空動子返回取瓶貨站的時間以及換瓶時間。XTS 還簡化格式轉換。動子可以通過控制台分組定位,並移動到指定位置,以更換特定產品的適配器。

Compact-24 有兩個與眾不同的特點:首先,不定時進出的瓶子可以同步移動。其次,在更換產品時,可以透過軟體配置動子,使其適應新的容器及其特性,例如,瓶子的形狀和容量以及產品間距。「XTS 讓我們能夠靈活以及持續優化的方式輸送產品。」Stefano Gualmini 興奮地說道。將藥丸或藥片填充到瓶子裡並不像看起來那麼簡單。這些產品往往以不同的速度從進料系統的料斗落入瓶中。此外,每個瓶子的填充時間還會受到視覺完整性檢查的影響,並且要同時填充多個瓶子。因此必須單獨處理每個瓶子。與傳統的機械解決方案相比,XTS 透過可單獨控制的動子充分發揮其在 Compact-24 中的優勢。有了 XTS 技術,每個瓶子都可以單獨處理,這在提高效率方面具有無可比擬的優勢。「由於填充工站必須對每個瓶子中的藥片進行計數,XTS 被證明是解決同步問題的理想選擇。」自動化專家 Stefano Gualmini 解釋道。

XTS 動子及其可更換的瓶架可與轉塔式壓蓋裝置精確同步。
XTS 動子及其可更換的瓶架可與轉塔式壓蓋裝置精確同步。

在機械方面,XTS 馬達模組和導軌完全整合在設備框架中。而在軟體方面,動子像普通驅動軸一樣整合到自動化專案中。根據不同的設計,可以整合幾十根軸,但這些軸本身不會對應用造成負擔。「與傳統的運動解決方案相比,這在靈活性和速度方面具有顯著優勢。」Stefano Gualmini 強調道。

設備效率提高 25%

改進取得顯著成果,透過將 XTS 整合到其設備中,Marchesini 已經能夠在某些應用中將跟蹤誤差的精度提高兩個數量級,將 Compact-24 的生產速度從每分鐘 120 瓶提高到 150 瓶。此外,AX8000 多軸伺服系統及其中間電壓電路(直流母線)的使用可確保節省高達 20% 的能耗。

「倍福為我們提供持續的動力,讓我們能夠挖掘新技術在效率和創新方面的潛力。因此我相信,在未來的日子裡,我們的合作會更加緊密。」Stefano Gualmini 總結道。