配备 XTS 系统的披萨盒包装机取代了三台传统包装机和产品输送系统
新冠病毒疫情的冲击加速了食品饮料行业的变化，快消品（CPG）制造商、合同包装商及其供应商必须大幅提高其产品灵活性，才能满足呈指数级增长的需求。因此，美国 OEM 厂商 Brenton 为其侧装纸箱包装机配备了 XTS 柔性输送系统，该系统现在不仅提高了产品进料的灵活性，而且加快了转换速度。此外，包装机在经过重新设计后，其体积也减小了很多。
Brenton 公司主要为食品、饮料和制药行业生产集成式后道包装系统，包括纸箱包装、装盒、机器人码垛和物料输送。公司成立至今已有 30 年，目前隶属于 ProMach 集团。一家美国大型合同包装商邀请 Brenton 一起合作，共同完成一项颇具挑战性的速冻披萨包装任务。这家快节奏的工厂要求包装机能够随机定时进料，以及处理 26 个不同的速冻披萨 SKU，这些 SKU 有些采用纸盒包装，有些则采用简单的塑料薄膜收缩包装。“这个应用需要我们消除不同规格的产品切换所耗费的大量时间，给我们提出了不小的挑战。从 10 英寸到 15 英寸披萨的切换需要耗时的机械调整。”Brenton 公司技术副总裁 Mike Grinager 解释道。“我们还必须在不损坏产品的前提下实现每分钟 15 个纸箱的高吞吐量。由于披萨在包装生产线上减速运转时，会以不同的方向堆放 15 个不同高度的披萨，因此情况会变得非常复杂。”
智能输送技术助力轻松实现产品差异化
考虑到这些需求，Brenton 公司最终决定，为公司最受欢迎的 M2000 间歇式侧装纸箱包装机配备一套机电一体化线性输送系统。“也是这个决定让 Brenton 找到了倍福的 XTS 磁驱柔性输送系统，我们发现该系统可以即时适应这些产品变化。”Grinager 说道。“我们利用 XTS 系统开发了一款 M2000 包装机，它能够以完全随机的进料时间熟练地处理所有披萨形状、方向和产品规格，包括展示用包装和散装。”
升级后的 M2000 包装机现在配备一根 5.5 米长的 XTS 轨道，有 12 个动子控制产品进料。作为一款真正的机电一体化解决方案，XTS 系统所具备的线性电机特点与不断循环运动的动子相结合，运行路径可以是开放式的，也可以是封闭式的，支持最多样化的几何形状。动子最显著的特点就是能够在运动中产生夹紧力：两个同步运动的动子协同工作，以预定的力抓取装在桶中的披萨堆，并将它们固定，以便快速、可靠地输送至纸箱包装步骤。“这就是这台包装机的魅力所在，它可以处理一叠 15 个热收缩包装的圆形披萨，并能迅速适应已经在方形包装中的披萨的进料，所有这些步骤都能在最少的转换时间内完成。”Mike Grinager 说道。XTS 系统还能够轻松补偿进料过程中不同的进料时间，因为动子可以无距离限制地移动，能够在装载工位前缓冲产品，从而能够在需要时为其它生产过程节省更多的时间。Mike Grinager 继续说道：“XTS 系统能够将堆叠好的披萨移入纸箱中，显著减少了堵塞和停机时间，我们评估的所有其它系统都做不到这一点。”考虑到堆垛较高的披萨的重量，Brenton 公司的第一个 XTS 应用必须能够解决这类应用中重负载的输送问题。因此，Brenton 整合了 HepcoMotion 公司专为 XTS 设计的 GFX 轨道系统，该系统能够承受更大的负载。
XTS 控制器采用的是倍福的 C6930 控制柜式工业 PC。包装机控制器连接到一台 15 英寸的 CP2915 多点触控控制面板显示器。尽管涉及高度动态的运动控制，但 XTS 系统仅利用了工业 PC 约 15% 的计算性能，为实施其它自动化功能储备了足够的性能。
Brenton M2000 的后续迭代系列还配备了EtherCAT I/O 系统中的 EL 系列高速 EtherCAT 端子模块，包括 8 通道的高密度型号。“倍福的 EtherCAT I/O 系统与其它现场总线之间的互操作性可以简化集成工作，给我们提供了很大帮助。”Mike Grinager 说道。“对 Brenton 工程团队来说，也很容易建立与 EtherNet/IP 设备的连接，EtherCAT 速度极快，并具有极高的同步性，因此非常适合用作 XTS 等机电一体化系统的总线。”倍福美国公司的应用工程师 Patrick Triemert 补充说道。
XTS 系统助力大幅提升包装机的吞吐量
XTS 系统极大地提升了 Brenton 公司 M2000 包装机的吞吐量。M2000 现在最多能够将 41 个不同的 SKU 分开装箱，每分钟可装 27 箱，即每分钟装箱 140 个速冻披萨。该款包装机还能够实现 26 种不同的包装模式，包括更复杂的展示用包装模式和商业化包装模式，吞吐量为每分钟 12.5 箱。“一台配备 XTS 系统的 M2000 包装机实际上可以完成三台传统纸箱包装机的工作。”Mike Grinager 说道。
XTS 系统的使用消除了很多更换步骤，其它进料装置更换所需的停机时间从 30 分钟减少到 5 分钟。M2000 进料段的工程时间节省了至少 200 个小时，进料段中诸如链条、飞行器、推杆和旋转机构等部件减少了约 100 个，因此复杂性大大降低。
在这之后，Brenton 公司收到了合同包装公司的第三份订单，并且还收到其他客户对其它配备 XTS 系统的包装机的询价。XTS 除了支持 Brenton 在成熟的包装市场中持续增长之外，它还为这家 OEM 制造商开辟了很多新的项目类型，尤其是在制药应用方面，可以巩固和扩大市场份额。“XTS 还为我们的新包装机设计项目提供支持，而如果是在以前，我们很可能会放弃这些项目。我们现在有了新的、速度更快、更灵活的设计方案，可以减少 50% 的设备体积。在我们第一次使用 XTS 系统就取得成功之后，我们正在对针对食品工业的 XTS 卫生型系统以及 XPlanar 平面磁驱柔性输送系统进行研究，以满足行业中最具挑战性的物料输送要求。”Grinager 说道。