——高性能 AX8000 多軸伺服系統(tǒng)最大限度地提高設(shè)備吞吐量
總部位于丹麥錫爾克堡的 SVM Automatik A/S 公司在其為制藥行業(yè)開發(fā)的運(yùn)輸設(shè)備 NESTOR 的設(shè)計(jì)中采用了高性能的 AX8000 多軸伺服系統(tǒng)。在進(jìn)行質(zhì)量管理時(shí)，該設(shè)備僅需幾微秒時(shí)間即可完成無菌玻璃容器的質(zhì)量控制工作。此外，它可以非常靈活、快速地進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并且比以前的型號(hào)更容易編程。
圖1 拾放機(jī)器人一次抓住 10 個(gè)樣品瓶并將其輸送到下游工位
小的玻璃瓶通過傳送帶的速度非?？欤瑱z測(cè)人員的肉眼根本無法一一檢查每個(gè)瓶子。NESTOR設(shè)備每分鐘可以將 660 個(gè)小而薄的醫(yī)用玻璃注射器放入檢測(cè)設(shè)備中，并再次將它們從檢測(cè)設(shè)備中移出：將無菌玻璃容器放在傳送帶的托盤上。機(jī)器人以驚人的速度，一次抓住 10 個(gè)注射器，并將它們安全地提升到檢測(cè)系統(tǒng)中，以檢查玻璃容器是否完好無損。掃描完成后，通過檢驗(yàn)的容器將被運(yùn)送到下一個(gè)加工步驟。
SVM Automatik 與其母公司 Stevanato Group 共同開發(fā)的 NESTOR 設(shè)備的一個(gè)最關(guān)鍵的優(yōu)點(diǎn)就是吞吐時(shí)間極短。拾放機(jī)器人每秒可以執(zhí)行 11 次拾放循環(huán)，來處理這些精致的玻璃容器。此外，每個(gè)零部件的掃描時(shí)間已縮短到只有先前所需時(shí)間的二十分之一。
倍福先進(jìn)的模塊化 AX8000 多軸伺服系統(tǒng)和 AM8000 伺服電機(jī)，以及高性能 C6920 控制柜式工業(yè) PC 是實(shí)現(xiàn)如此高的加工性能的前提和保障。C6920 運(yùn)行的是基于 TwinCAT 3 的運(yùn)動(dòng)學(xué)軟件，對(duì)之前的設(shè)備軟件進(jìn)行了重要的升級(jí)。
標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備平臺(tái)簡(jiǎn)化了量身定制的解決方案
SVM Automatik 公司目前擁有約 120 名員工，2018 年的營(yíng)業(yè)額約為 2.15 億丹麥克朗，是丹麥最大的設(shè)備制造商之一。公司成立于 1974 年，專門從事全自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備的開發(fā)。
2016 年，Stevanato 集團(tuán)獲得該公司 65％ 的控股權(quán)，重新調(diào)整了公司戰(zhàn)略。盡管 SVM Automatik 公司以前專注于為丹麥一些大型制造商開發(fā)許多不同的定制化設(shè)備，但現(xiàn)在公司也可以為更多制造商提供基于標(biāo)準(zhǔn)化模塊的定制化設(shè)備。
“成為 Stevanato 集團(tuán)的一員，讓我們能夠向世界制藥企業(yè)敞開大門。通過在制藥行業(yè)中應(yīng)用更多相同的設(shè)備，SVM 已經(jīng)能夠開發(fā)出可用于各種裝配應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備平臺(tái)。客戶可以擁有具有統(tǒng)一用戶界面的解決方案，從中可以獲益匪淺?！盨VM Automatik 產(chǎn)品管理負(fù)責(zé)人 Jens Schou Christensen 強(qiáng)調(diào)說道：“這大大簡(jiǎn)化了設(shè)備控制器的操作?！?/p>
圖2 SVM Automatik 公司產(chǎn)品管理負(fù)責(zé)人 Jens Schou Christensen：“對(duì)我們來說，最重要的是能夠?qū)呙钑r(shí)間從之前的 4 到 5 毫秒縮短到 20 微秒。
卓越的性能是成功的關(guān)鍵
NESTOR 輸送系統(tǒng)可將空的或裝滿的玻璃容器輸送至檢測(cè)設(shè)備。而且 NESTOR 的功能在該工藝流程的其它地方也很有用。運(yùn)輸夾具可以將工件放入緊湊的無菌操作設(shè)備中進(jìn)行光學(xué)檢測(cè)，然后將它們轉(zhuǎn)移到下游加工工位，例如灌裝、隨機(jī)取樣、質(zhì)量控制、包裝及貼標(biāo)等。
工廠能夠取得成功的決定性因素是能夠以極高速度運(yùn)輸零部件，以及有足夠的時(shí)間來實(shí)現(xiàn)恒定的測(cè)試時(shí)長(zhǎng)。
結(jié)構(gòu)緊湊且易于操縱的伺服控制器
NESTOR 的占地面積僅為 2 x 1 米。它集成兩個(gè) Delta 機(jī)器人以及由兩個(gè)緊湊型 AX8000 多軸伺服系統(tǒng)控制的高動(dòng)態(tài) AM8000 伺服電機(jī)，以極高的速度和安全性在玻璃外殼內(nèi)移動(dòng)。C6920 工業(yè) PC、高速伺服驅(qū)動(dòng)器和 TwinCAT 軟件等各個(gè)組件平穩(wěn)交互，最終讓設(shè)備制造商確定選擇倍福解決方案。
圖3 通過倍福控制面板和統(tǒng)一的用戶界面可以方便地控制藥品的透明制造
SVM Automatik 公司的軟件設(shè)計(jì)師 Anders Silkar Mikkelsen 進(jìn)一步解釋說道：“新的基于 PC 的伺服控制器可實(shí)現(xiàn)非常快的設(shè)備周期時(shí)間，它會(huì)自動(dòng)計(jì)算機(jī)器人夾具的行進(jìn)方向。憑借高性能的 AX8000 多軸伺服系統(tǒng)，機(jī)器人手臂的移動(dòng)速度更快，精度更高。此外，只需將驅(qū)動(dòng)器的軸模塊與即插即用組件（如功能塊）放在一起即可，這樣可以優(yōu)化空間要求和成本。該設(shè)備現(xiàn)在非常靈活，我們可以快速從 1 毫升玻璃容器轉(zhuǎn)換成 10 毫升玻璃容器?！?/p>
圖4 每個(gè) Delta 拾放機(jī)器人的精確和高動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)都由高性能的 AX8000 多軸伺服系統(tǒng)控制
該解決方案采用單電纜技術(shù)，這意味著 SVM Automatik 只需要一根電纜即可連接控制柜和電機(jī)。 “我們可以在實(shí)際設(shè)備內(nèi)安裝驅(qū)動(dòng)器硬件，從而可以更簡(jiǎn)單地調(diào)整設(shè)備的設(shè)計(jì)。”他總結(jié)道。
Jens Schou Christensen 補(bǔ)充說道：“對(duì)我們來說，最重要的是能夠?qū)呙钑r(shí)間從之前的 4 到 5 毫秒縮短到 20 微秒。因此，可以說，這款設(shè)備是全球市場(chǎng)上最快的設(shè)備之一。我們?cè)诩~約市的Interphex 貿(mào)易展和法蘭克福的 Achema 展會(huì)上都展示了 NESTOR，并取得了非常好的反響。我們看到這種設(shè)備類型的巨大潛力，預(yù)計(jì)每年能售出 10 臺(tái)?！?/p>
圖5 高動(dòng)態(tài)的AM8000 伺服電機(jī)（在頂部）構(gòu)成了拾放機(jī)器人超高速輸送和搬運(yùn)的動(dòng)態(tài)基礎(chǔ)
密切合作縮短上市時(shí)間
SVM Automatik 依靠 TwinCAT 3 作為開發(fā)和控制軟件。集成在 Microsoft Visual Studio? 中能夠?qū)崿F(xiàn)更簡(jiǎn)單的自動(dòng)化對(duì)象編程。這家丹麥公司與倍福一起開發(fā)了運(yùn)動(dòng)學(xué)軟件來控制 Delta 機(jī)器人中的四臺(tái) AM8000 伺服電機(jī)。與倍福的開發(fā)和支持團(tuán)隊(duì)的密切合作，無論是對(duì)于 SVM 公司，還是倍福團(tuán)隊(duì)來說，都是非常有價(jià)值的。
“我們與德國(guó)倍?？偛恳约氨陡５湻止径急３种芮袦贤?，縮短了項(xiàng)目從構(gòu)思到落地的時(shí)間。我們之間的溝通一直都很順暢，我們得到了所需的一切支持?！盨ilkar Mikkelsen 說道：“毫無疑問，倍福在自動(dòng)化創(chuàng)新和技術(shù)支持方面都處于領(lǐng)先地位?！?/p>
