模块化毛巾生产线需要灵活及紧凑的控制和驱动技术

S.Ziegler

德国倍福自动化有限公司(德国)

家用纺织品包括床单、枕套、窗帘和毛巾等产品，所有这些产品都是在各种模块化机器上生产的。

1 基于个人计算机(PC)的灵活系统配置控制

倍福公司的新型转移缝纫生产线是专为毛圈织物毛巾而开发，具有更简易的设置转换功能，并提供了从各种调直系统中轻松选择的可能性。例如，客户可以根据接缝尺寸或标签分发的不同个体需求，从模块化系统中配置机器。

转移缝纫生产线长约12 m，宽约7 m，可以从大卷筒里的连续织物材料中生产各种规格的毛巾，从30 cm×30 cm尺寸的小方巾到2 m×2 m尺寸的桑拿毛巾。操作员可通过可视化系统输入参数对机器进行控制。最小尺寸毛巾的最大输出速率为1 800条/h。

首先，整块连续的毛圈织物被送入调直和裁剪站。该设备可确保织物直接进入，这对于毛圈织物十分重要，以保证其无暇褶边。随后，织物被裁剪成一定尺寸，并转移至传送带上。接下来织物经过4个标签站，在此可以缝上多达8个不同的标签、挂绳或吊牌。在后续的包边缝纫站给毛巾锁边，并转送到计算机控制的剪经线处。

图1 新型转移缝纫生产线的包边缝纫工作站(照片来源:德国倍福)

这是该公司首次在工业以太网中部署极速控制(XFC)技术和分布式时钟，以弥补在切换两个切割轮上气动阀时所延迟的时间。这样，机器运行可更加精准，如在全速传送速度下，所需的纱线长度更精确。整个系统使用17个XFC以太网输入/输出终端，特别是EL1252和EL2262终端。以太网的时间戳功能对Texpa十分有用，通过该功能，信号曲线可以通过分布式时钟在整个系统中进行协调。

2 强大且开放的控制平台

Texpa在2005年转向基于计算机控制的主要原因是，自不再使用以前的硬件可编程逻辑控制器(PCL)后，其希望对所有机器任务使用同一控制硬件。例如，通过将人机界面和机器控制等功能集成在一套独立的设备中，不再需要单独的PCL。由此产生的成本优势非常明显，基于以太网的通信系统不再需要昂贵的现场总线主机并简化了数据传输。从2007年开始，该公司还采用了倍福TwinCat NC PTP技术将以前集成于驱动控制器中的移动功能转移至系统的控制软件中。利用该方法使自动化技术集成于一体，从而明显缩短了调试时间。若加上现代模块化程序结构的功能，总优化系数在2～3倍。硬件PCL有限性的缺点则另当别论。

另一优势是基于PC机的控制开放性。如，将IO-Link(一种点对点通信协议)协议轻松集成到以太网中。IO-Link常用于数字化采集模拟传感器信号，所需布线比以前少很多。计算机控制的其他有利方面体现于众多阀组和整体系统的模块化。这是倍福部署EL6224型IO-Link管理终端的范围，可通过以太网主管理终端轻松确定其参数。

3 超紧凑工业级PC机和单电缆(OCT)驱动技术减少空间需求

由于制造系统的高度复杂性和普遍的模块化，Texpa始终特别关注所需的控制室空间。以新的超紧凑C6030型工业级PC机为例，计算机控制提供了许多机会使空间最小化。C6030型计算机以紧凑的设计提供了极好的计算能力，占用空间要小得多，并且能够高度灵活地适应现有空间，例如扁平橱柜。尽管它的体积很小，但它仍然具有足够的应用程序接口，为最终用户提供可与工业4.0概念对接的操作数据。

在单个制造系统中有多达53个数控轴，所以驱动技术必须同样紧凑。通过单电缆技术(OCT)，倍福驱动器所需的布线更少，产生的故障也更低，并占用更小空间，这得益于其更小的电力供应链。