基于PC的控制增强无菌采样袋生产
Labplas重新设计定制生产机器，使用EtherCAT、机器人和人工智能进行质量控制，确保所有升级的投资回报率不到一年，机器生产率提高15 - 35%。
学习目标
- LabPlas通过使用基于PC的控制来升级其操作，以帮助更好地管理其操作。
- 实施开放的、基于pc的解决方案，帮助每条线在不到一年的时间内实现了投资回报(ROI)。
- Lablas促进了所有采样袋尺寸的质量保证和吞吐量，实现了25％的平均生产力增益。
关注质量标准和生产的灵活性对无菌抽样行业至关重要。毕竟，采样袋必须携带所有尺寸的采样海绵，食品，药品或有机物，以便在实验室中进行测试，防止污染以确保消费者安全。
拉布拉斯在蒙特利尔地区生产设施的设计，建造和实现领先技术。量身定制的机器线在各种材料类型中创造了从3到33英寸的宽袋的定制产品，而不是只有几种转换，而不是只有标准尺寸的采样袋和套件。
“我们通过自动化不断改进我们的系统，以实现更高数量的产品的吞吐量，同时保持我们的敏捷性，”Lablas总经理Benoit Brouilleds表示。
Labplas的MM机器生产线依赖于Beckhoff的许多自动化和控制解决方案。礼貌：贝克霍夫
总部设在魁北克省Sainte-Julie，该公司在大约55个国家通过独立分销商网络为食品，农业，环境，兽医和制药行业提供的客户提供服务。产品包括无菌采样袋，测试魔杖套件，用于食品工业的袋子和环保的可生物降解袋。该公司在近年来近年来增加了一个微生物学实验室，以确保产品质量和符合可靠的采样，尽管其主要技术进步一直处于自动化和控制中。
MM机生产线系列经历了许多迭代之间的第一个机器委托20年前和公司的24条生产线今天。Labplas研发部经理Christian Fontaine表示，在最近几条MM生产线的重新设计中，工程部门采用了额外的机器人和GigE摄像机，以提高吞吐量和可重复性，他们正在部署人工智能(AI)，以更好地控制质量。Labplas在任何升级中的关键是仔细考虑控制平台到组件级别。
“为了保持多才多艺，可以生产定制产品，MM线必须维持高水平的复杂性。如果你不能相信你机器的每个部分，那么不可能信任最终结果，“Fontaine说。
来自Beckhoff的CX2030嵌入式PC提供最佳机器控制，而EtherCAT I / O模块在生产无菌采样袋中提供实时通信和数据采集。礼貌：贝克霍夫
取样可靠，技术开放
工程团队优先系统开放性，这是增加数据采集的必要条件，并实时地将第三方组件和软件集成。例如，LabPlas希望升级其装配技术以形成采样袋，并插入采样配件，如海绵，布，勺子或剪刀与机器人臂。以前，操作员手动插入海绵并放置在成品敞篷袋中的套件。为了实现MM线的设计升级，Lablas被认为是不同的形式填充密封伙伴关系，并设计了一种用六轴机器人将该设备集成的方式。
所有组件都需要实时工作，而无需跨供应商通信问题，同时收集和存储公司服务器或专用计算硬件的数据以进行报告和过程改进。
此外，预计MM重新设计将作为未来改进的模型，以增加吞吐量，以提高吞吐量，使操作员和维护人员更容易从一行到另一个线路移动，这是：“我们的目标是开发标准化自动化设备和机器尽可能地固定的系统，即使我们拥有非常通用的线条，具有能够产生超过1,000种不同的产品类型的机器。“
Beckhoff AX5000 EtherCAT伺服驱动器电源提供多MM机床上使用的高级机器人。礼貌：贝克霍夫
由于传统的可编程逻辑控制器（PLC）来自以前的供应商无法支持机器人要求，因此Lablas在2015年开始寻求新的伙伴关系。工程团队将基于PC的控制作为最佳方法。
自动化和控制技术以及增值服务成为流程和机器的组件。
机器人和软件提升生产
新的机器设计包括多种基于pc的控制解决方案，运动控制硬件和运动学通用自动化软件。Labplas使用机器人跨越15条线，拾取和放置机器人和其他运动轴安装了由EtherCAT伺服驱动器控制的伺服电机。高性能同步伺服电机提供非常低的转子惯性和非常高的过载能力的动态应用。它们使用一根电缆设计连接到驱动器上，通过结合电源和反馈减少了布线。伺服驱动具有快速控制算法，最小电流控制、速度控制和62.5 μs的位置控制。“伺服驱动器必须为伺服电机提供令人难以置信的精度和加速度，特别是三角洲机器人，”Fontaine说。
使用TwinCAT Kinematic Transformation软件与Codian pickand -place机器人，以及其他升级，使取样器的插入速度加快了6倍。礼貌：贝克霍夫
还使用了内置安全扭矩关闭(STO)和安全停止1 (SS1)功能的集成功能安全驱动卡，并可选择添加安全I/O硬件，通过标准自动化软件编程。
超越安全性，这种自动化软件是MM生产线的PLC，运动控制等要求的通用软件平台。该软件的运动转型补充剂可实现各种机器人类型的设计和调试，包括Delta拾取机器人。
“对于运动转换，即使在集成动态预防控制，即使在高速和加速度下，高精度运动也是可能的，”自动化软件套件可以实时控制机器人和机器线，说，TED Sarazin，Beckhoff Automation的区域销售经理。
使用TwinCAT Kinematic Transformation软件与Codian pickand -place机器人，以及其他升级，使取样器的插入速度加快了6倍。礼貌：贝克霍夫
“该软件同时支持众多语言的编程，包括从IEC 61131-3与面向对象的扩展到C语言的所有语言，因此我们可以使用适当的一个应用程序，”Fontaine说。免费试用机会有助于在购买前定义设计需求和较低的风险。
考虑工业硬件的包外
为了提高灵活性和可重复性，MM生产线依赖于许多其他控制解决方案。工程师和操作人员通过内置的宽屏面板与MM机器进行交互，该面板提供了面向外的IP65级别的多点触控显示硬件。一根电缆设计将电源、USB 3.0信号和DVI信号组合在一起，可用于距离pc机控制器100米的控制面板。
DIN导轨安装的嵌入式PC是高级MM线的主机控制器。这款基于PC的控制器采用了双核处理器，自动生产具有通用自动化软件的采样产品。
Beckhoff AM8000伺服驱动器为Codian机器人提供了出色的响应性。礼貌：贝克霍夫
“这些工业级PC控制所有自动化设备，包括MM机床上的伺服驱动器，传感器等，”Fontaine说。例如，在MM9迭代中，小型嵌入式控制器必须提供驱动我们的复杂机器的七个运动轴以及一个五轴和两个三轴三角机器机器所需的处理能力，并且仍有可用的CPU带宽用于质量监测和潜在的自我修复软件。“
嵌入式pc还为运行在微软Windows环境中的第三方软件提供安装和处理能力。这包括为质量控制定制的Laplas AI实施。
“我们正在将AI工具部署在袋子线上，主要是通过监测电动机，传感器和相机的数据来检测和处理产品和预测质量的缺陷，”Brouillette表示。“如果没有重要的计算能力，这将是不可能的。”
Beckhoff AM8000伺服驱动器为Codian机器人提供了出色的响应性。礼貌：贝克霍夫
进一步提高系统开放性，EtherCAT为MM机床提供了实时网络和I / O解决方案。Fontaine解释了DIN导轨安装的I / O端子连接到嵌入式PC，并分布以与MM机器上的传感器，阀门，端子卡，固态继电器（SSR）和其他设备连接：
“通过一个以太网电缆，EtherCAT协议允许我们以比控制器周期时间更高的速度在组件之间传输信息，包括安全功能，”他说。
未来未来的生产率，灵活性
通过实施开放的、基于pc的解决方案，每条升级的Labplas生产线都在不到一年的时间内实现了投资回报(ROI)。他们还提高了MM机器的灵活性，以更少的转换生产更多的尺寸，并允许使用人工智能和机器人以最高质量快速完成流程。
MM机器升级导致Beckhoff地区销售经理Ted Sarazin和Lablas团队之间的协作:(从左侧）研发部门经理Christian Fontaine，Project Manager Chafik Echehab，自动化项目经理Christian Roy和自动化项目经理Guillaume Faucher。礼貌：贝克霍夫
“通过直接在机器上使用AI进行质量控制，操作员可以专注于产品的供应和包装而不是质量控制。这也允许我们在停止生产之前实现预测性维护，解决任何设备和过程问题，“Brouillette表示。
除了提高质量保证之外，Lablas还促进了所有采样袋大小的吞吐量，在重新设计的MM机器上实现了25％的平均生产力增益。“随着袋子尺寸变宽，效率的提升略微削弱，”他说。“因此，我们平均为宽度超过10英寸的15％的生产力，为我们的较小格式高达35％。”此外，在MM8上插入采样试剂盒现在通过添加机器人并实现的其他升级更快地速度速度快六倍。
Beckhoff Area销售经理Ted Sarazin（右）讨论了当前在与自动化项目经理Christian Roy的Lablas项目。礼貌：贝克霍夫
Labplas成立于1987年，总部位于魁北克圣朱莉，为全球客户提供支持。礼貌：贝克霍夫
方丹和他的团队在应用和支持工程师的培训和技术支持下，通过内部机器人技术设计、制造和实施机器。
詹姆斯百富，资深内容专家，Beckhoff自动化有限责任公司。由Chris Vavra，Web Content Manager编辑，控制工程，CFE媒体和技术，cvavra@cfemedia.com.。
关键词：基于PC的控制，机器人，厂房升级
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什么好处你的工厂能从使用基于pc的控制的升级中获益吗?
