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 © Quadient
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2021年9月28日

減少過度包裝以達到永續發展

PC-based控制技術和 EtherCAT 協助提升包裝機械的靈活性,實現永續發展

電子商務已經被越來越多的人所接受,獲得巨大的成功。同時,消費者也越來越重視環境保護以及永續發展,企業必須避免商品過度包裝造成不必要的浪費。為了應對這些趨勢,總部位於荷蘭德拉赫滕(Drachten)的 Quadient 公司開發了一款全新的包裝設備,用於靈活、符合經濟效益、可持續地生產客製的瓦楞紙板包裝。此包裝系統採用倍福PC-based控制技術、EtherCAT 和驅動技術。

Quadient 公司在 2012/2013 年就開發了新的 CVP Impack 包裝設備,Quadient 公司專案經理 Cornelis Kooistra 解釋:「當時我們的一位經理對產品總是被裝在過大的瓦楞紙箱中感到不滿意,特別是線上購物商家發出的包裝平均含有 50% 以上的緩衝物,因此萌生了開發這套新設備的想法。」出現這種情況是因為出貨時間總是安排得非常緊湊,同時缺乏合適以及足夠靈活的包裝解決方案。因此造成浪費大量的紙板材料,還會產生不必要的運輸工作量,造成一系列不良後果,比如會增加能源消耗和二氧化碳排放量,以及更高的間接費用,帶來額外成本。Cornelis Kooistra 總結:「我們開發的 CVP Impack 包裝設備可以消除所有這些缺點。這款包裝設備能夠生產在所有三方面上都經過優化的紙板箱。歐洲和北美的很多電子商務公司現在都使用 CVP 全自動包裝系統,進行高效地自動打包到智能、尺寸合適的包裹中。」

Quadient 公司的專案經理 Cornelis Kooistra 認為性能強大的 EtherCAT可以顯著提升包裝機械的競爭優勢。
Quadient 公司的專案經理 Cornelis Kooistra 認為性能強大的 EtherCAT可以顯著提升包裝機械的競爭優勢。

永續發展與降低成本

Quadient 的自動化包裝系統利用 3D 掃描技術,可以在短短幾秒內,精確得出每個訂單的尺寸、構造、重量以及標籤等資料 — 無論一個訂單裡是一件物品還是多件物品。此外,紙箱的設計總是與具體的產品完全匹配,可以減少 50% 的運輸空間。Cornelis Kooistra 解釋,對於相同的產品,這個系統可以減少 30% 的紙板使用量。此外,也可以減少包裝盒中的空隙,進而降低對填充材料的需求。由於包裝過程留下來的只有切成小塊的紙板,它們還可以被回收並加工成新的紙板,因此不會產生廢品。

關於設備的設計,Cornelis Kooistra 解釋:「機電一體化組件是包裝生產過程中的重點,這涉及確保精確地展開瓦楞紙、定位和切割紙箱。這個過程使用了約 150 個 I/O,用於連接感測器、防護門、照明系統和閥門。此外,還有 16 台直流馬達,23 台同步交流馬達,6 台輥筒電機和 3 條輸送帶。用於設備操作和維護的 HMI 模組是另外一個不可少的組件。此外,該設備還配備了一台工業 PC,用於與客戶的倉庫管理和 ERP 系統進行數據通訊。」

條碼掃描器用於讀取新的包裝訂單。3D 掃描器用於測量待包裝的產品,並生成整個產品表面的圖像,記錄相應的重量,並將資料記錄在標籤上。隨後由雙排標籤印表機精確定位這個標籤。可以選擇使用一個機器人模組將發票放入包裝內。這個過程總共使用了八台相機進行監測。

配備 AX8000 多軸伺服驅動系統(右),EtherCAT 和 TwinSAFE 端子模組(左下)以及防護等級 IP67 的 EPP1322-001 EtherCAT P 拓撲擴展模組(中下) 的控制櫃
配備 AX8000 多軸伺服驅動系統(右),EtherCAT 和 TwinSAFE 端子模組(左下)以及防護等級 IP67 的 EPP1322-001 EtherCAT P 拓撲擴展模組(中下) 的控制櫃

PC-based控制技術和 EtherCAT實現現代化

Cornelis Kooistra 介紹Quadient 公司目前採用的控制和驅動技術:「2019 年底,我們首次採用倍福技術於 CVP Impack 包裝系統中。AX8000 多軸伺服系統對我們來說是一款特別重要的產品,因為它支援 AM8000 伺服馬達所採用的高效的單電纜技術(OCT)。我們使用一台配有我們所熟悉的 TwinCAT 3 自動化軟體的 CX2020 嵌入式PC來控制包裝系統。此外,TwinSAFE I/O 用於確保系統安全。」

Cornelis Kooistra 表示通訊系統是包裝系統的基礎,他說:「EtherCAT 在實現包裝過程的高精度和可預測性方面發揮了重要作用,可以精確記錄所有的動作、步驟,我們的包裝系統實際上產生了『大數據』,然後可以透過網路存儲在伺服器上並進行處理。我們以及我們的客戶都可以訪問這些數據,並將這些數據用於預測性維護、事故分析或設備優化等。EtherCAT 讓我們能夠即時控制系統,同時還能快速、無縫地跟蹤設備數據,我們將這些數據提供給公司內部以及外部分析人員。」

Cornelis Kooistra 認為,EtherCAT 的另一個優勢是,它是自動化領域成熟的全球通訊標準,因此,來自不同廠商的 EtherCAT 設備的種類也很多:「這對 OEM 廠商來說非常有利。再加上PC-based控制技術採用典型的開放式系統設計,我們能夠使用用新的、甚至是公司外部提供的模組擴展我們自己的軟體模組,並輕鬆地重複使用現有的模組。」

新一代自動化包裝

2020 年初,Quadient 公司推出新一代自動化包裝系統–CVP Everest。 CVP Everest是 CVP Impack 包裝設備的升級版,擁有更強的吞吐能力,可以滿足現代電子商務的包裝需求。CVP Everest 每小時最多能打包完 1,100 個包裹,是市場上速度最快的全自動包裝解決方案,且包裝符合外箱尺寸。CVP Everest系統與 CVP Impack 一樣,可自動根據單件和多件訂單進行打包,無需額外的設備或操作人員,為企業節省寶貴的時間和金錢。