羅克韋爾MP系列不銹鋼伺服電機在食品包裝設備的應用
背景
幾十年前,不銹鋼曾被認為是食品包裝設備的高端選項。但在最近幾年,在全球范圍的食品加工和包裝行業(yè)內收緊了對衛(wèi)生清洗的要求。因此,各行業(yè)協(xié)會建立了多項標準和指令,以幫助制造商及其機器制造商符合這些更高的要求。
例如,美國肉類協(xié)會的 10 項衛(wèi)生設計原則之一是要求機器制造商采用“相容材料”設計設備,這意味著這些材料要承受長期的高壓沖洗循環(huán)。
毫無疑問,不銹鋼是耐腐蝕性化學物質和高壓水流的最佳材料,這使其成為食品包裝機械的重要組成部分。在機器設計中加入不銹鋼的機器制造商能夠更好地服務于認為衛(wèi)生設計至關重要的生產(chǎn)商。
解決方案
Allen-Bradley MP 系列不銹鋼伺服電機可幫助減少額外的硬件,同時提高機器的清潔度、可靠性和性能。
羅克韋爾自動化集成架構(包括Allen Bradley Kinetix 集成運動控制)有助于將機器和運動控制簡化到一個平臺上。
Allen-Bradley 工業(yè)計算機和FactoryTalk View Machine Edition人機界面軟件可以使機器性能可視化。
高級安全控制(包括 Allen-BradleySensaGuard 安全傳感器和 Allen-Bradley Guar.master安全繼電器)可幫助操作員更安全地進入存在運動的機器區(qū)域。
取得的成果
使用 MP 系列不銹鋼伺服電機,F(xiàn)RDrake 的客戶減少了維護程序和保修申請。
FR Drake 利用經(jīng) CE 認證的安全控制擴大了國際客戶市場。
面臨的挑戰(zhàn)
FR Drake 是法蘭克福香腸行業(yè)中自動食品裝載機械的領先供應商,占據(jù) 90% 的全球市場份額。
Waynesboro, Va. 公司制造的裝載設備可將法蘭克福香腸排列成行來做好包裝準備,然后送入臥式成型、填充和封口 (HFFS) 機器。生產(chǎn)商希望 FR Drake 能利用設備來幫助將手動裝載包裝過程自動化,從而提高生產(chǎn)可靠性和完整性。
FR Drake 的工程師總是主動滿足客戶的需求,包括對可承受嚴酷且頻繁機器沖洗的衛(wèi)生機器的需求。由于標準伺服電機無法承受高壓腐蝕性沖洗程序,F(xiàn)R Drake 的工程師以往的解決方式是構建不銹鋼護蓋來試圖保護電機。
不幸的是,食品顆粒通常會卡在外殼周圍的縫隙和鉚釘上并積累。而且,沖洗液最終還是會進入外殼并接觸到電機。最終,腐蝕性化學物質將損壞電纜與電機的連接點,還有可能腐蝕外殼本身。
即使采用不銹鋼外殼,標準伺服電機在苛刻的沖洗應用情況下通常也只能維持五到七年。由于每個 FRDrake 法蘭克福香腸裝載器使用四臺伺服電機,機器的最終用戶可能會發(fā)現(xiàn)他們大約每兩年就要更換一次電機。
“我們過去制造的不銹鋼護蓋有助于增加伺服電機的使用壽命,但是無法達到我們希望為客戶實現(xiàn)的目標”,F(xiàn)R Drake 的工程副總裁 George Reed 說。“我們確認了電機外殼的一些特性,如果加以改進,則可進一步提高我們的機器的可靠性。”
由于典型的 FR Drake 法蘭克福香腸裝載機器已實際應用多年,Reed 和他的團隊決定找到一種可經(jīng)得起機器生命周期考驗的電機解決方案。
解決方案
為獲得新選項,F(xiàn)R Drake 求助于其長期自動化解決方案提供商,羅克韋爾自動化。幾年前,F(xiàn)R Drake 工程師參加了由羅克韋爾自動化舉辦的 Automation Fair® (自動化博覽會)活動,并討論了他們的食品生產(chǎn)客戶所面臨的問題以及他們正在尋找的電機解決方案類型。根據(jù) FRDrake 和其它機器制造商的意見,羅克韋爾自動化將 Allen-Bradley®MP- Series™ 不銹鋼伺服電機推向市場,以幫助食品行業(yè)的生產(chǎn)商改進衛(wèi)生機器的設計。
這些電機采用非常適合于清潔的光滑、圓形設計,因為其表面不能輕易地積累肉類和液體。該電機由 300 級別的不銹鋼制成,并在組件制造完成后經(jīng)過特殊處理,以去除雜質并進一步提高防腐蝕能力。此外,電機出廠時已密封電纜出口,最大限度地提高產(chǎn)品可靠性。
與羅克韋爾自動化的標準伺服電機一樣,MP 系列不銹鋼電機也是該公司Allen-Bradley Kinetix® 集成運動產(chǎn)品組合的一部分。作為羅克韋爾自動化集成架構系統(tǒng)的運動控制組件,Kinetix可無縫集成 Logix 控制器、伺服驅動器、伺服電機和執(zhí)行器。
“使用 MP 系列不銹鋼電機更新我們的機器是非常簡單和直接的改進”,Reed 說。“由于我們已經(jīng)采用標準化集成架構系統(tǒng),并且這些電機的外形規(guī)格、轉矩和編程語言與其它
Allen-Bradley 伺服電機相同,實際上我們只是直接更換了當時正在使用的電機。”
FR Drake 的機器架構還包括 Allen-Bradley ControlLogix® 可編程自動控制器 (PAC)、Allen-Bradley 工業(yè)計算機和 FactoryTalk® View Machine Edition人機界面軟件,所有這些組件協(xié)同工作以提供增強的機器性能信息。
幫助完善機器的完整性 - 特別是針對法律強制 CE 認證的國際市場 - FR Drake 整合了羅克韋爾自動化的高級安全控制。工程師實施了 Allen-Bradley SensaGuard™安全傳感器和 Allen-BradleyGuardmaster® 安全繼電器來幫助操作員更安全地進入存在運動的機器區(qū)域。
取得的成果
MP 系列不銹鋼電機使 FR Drake 省去了構建額外保護外殼單元所需的設計時間和成本。
隨后,由于 FR Drake 裝載設備可靠性的提高,該公司收到的保修申請數(shù)量和必須為客戶提供的電機維護次數(shù)都有所降低。實際上,在使用MP 系列不銹鋼電機的前兩年中,F(xiàn)R Drake 的人員沒有接到一個現(xiàn)場服務問題的電話,該公司當前正在致力于使該電機成為其有裝載機械的標準配置。
最后,由于羅克韋爾自動化安全控制通過了 CE 認證,并且全球的生產(chǎn)商都非常熟悉 Logix架構系統(tǒng),F(xiàn)R Drake 得以在國際市場中持續(xù)開展業(yè)務,這一部分已占公司業(yè)務的 75%。
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