应用案例 | 倍福的 XTS 系统显著提升利乐公司加盖机的灵活性和性能

利乐公司所生产的牛奶、果汁等多种饮品的经典纸盒包装，几乎已经为我们所有人所熟知。尽管这些纸盒在运输及日常使用中展现出了极高的效率与耐用性，但它们的制造过程却对生产技术提出了极为严苛的要求。利乐公司位于意大利摩德纳的研发与技术专家团队，在为其纸盒包装开发的新一代加盖机中，创新性地融入了倍福的 XTS 磁驱柔性输送系统，成功达成了高质量、高产量以及高工艺灵活性这三大核心目标。系统取得了巨大成功，利乐的试点客户对其可靠性、高性能和灵活性赞誉有加，亲切地称之为“魔法机”。

01  基于 PC 的解决方案打破既有局限性并显著提升数据透明度

利乐公司决定采用倍福基于 PC 的控制技术，主要基于对其出色计算能力的深刻考量，这无疑是促成这一选择的决定性因素之一。利乐公司创新与分析生产线解决方案总监 Paolo Scarabelli 强调了这一点的一个重要方面：“我们的客户对于高度数字化且互联互通的系统的需求正不断攀升。倍福基于 PC 的控制技术为实现这些目标提供了理想的基础。XTS 还使得原本依赖机械手段完成的工作能够轻松地被先进的软件功能所替代，这标志着我们在构建数字化机器方面又迈出了坚实的一步。”

利乐公司技术专家 Fabio Bassisi 解释道：“XTS 动子可以作为独立的伺服轴进行控制，从而极大地简化和加速了新产品格式的引入，并且能够充分利用软件的灵活性。此外，结合用于涂胶监测的视觉系统，我们还能够极为高效地补偿任何机械公差。” Fabio Bassissi 继续说道，“我们还采用了先进的设备健康监测系统，以全面检查设备的运行状态。所有这些因素对于确保产品质量及其最终成功都起着至关重要的作用。最终，饮料容器必须达到密封可靠且无任何泄漏的标准，方可被允许发送给终端客户。”

02  实现高精度复杂运动序列的可靠控制

利乐®超高速 CAP40 型加盖机关联的轴数量极为庞大，实轴数量超过 120 个，并配有 10 个虚拟主轴，充分彰显了其运动控制过程的高度复杂性。其中的大部分轴都用于配置两条并行的 XTS 系统，系统每条轨道长 4.5 米，并配备 55 个动子。此外，系统还配备了约 10 个旋转伺服轴，专门用于包装输送、热熔胶涂胶等任务。

为了确保盖体能够精准地依据其三维几何形状进行粘合，必须精确同步控制 XTS 动子的运动以及 X、Y、Z 方向上的各类旋转运动。此处的独特之处在于，每对动子都通过专门的工具结构相互连接，但它们却能在两个平行安装的 XTS 单元上独立且协调地运行。无论动子是在单个系统上排列成一行，还是分布在两个不同的系统上，控制软件都能充分利用其灵活性，确保所有动子始终保持完全同步的运动状态。据利乐公司包装线嵌入式自动化部门总监 Stefano Flore 介绍，XTS 凭借其模块化设计和出色的软件功能，往往能够实现极高的灵活性。

03  控制技术确保了持续的高性能表现

利乐之所以选择倍福的控制技术，是因为所有与系统紧密相关的组件都可以一站式获取，从而确保了集成过程的无缝对接与高效运行。设备控制系统的核心组件是两台 C6032 超紧凑型工业 PC ，它们用于运行 HMI 应用程序、两个 XTS 系统、基于 TwinCAT NC PTP 的运动控制以及 TwinCAT PLC。此外，单个控制单元还具备将多种功能（如设备仿真等）进行组合的能力。此外，所选的硬件平台为日后扩展更多功能预留了广阔的空间和潜力。更为关键的是，倍福的产品种类极为丰富，能够精准满足用户在计算能力、内存扩展以及外形规格等多个方面的需求，从而确保系统能够灵活适应未来的发展趋势与需求。

在谈及 TwinCAT 软件的应用体验时，Paolo Scarabelli 表示：“TwinCAT 能够充分发掘并释放基于 PC 的控制技术的全部潜能，包括支持面向对象的语言在内的多种编程语言、与 Visual Studio 的无缝集成、全面的网络配置选项，以及出色的多核处理能力。此外，该软件结构清晰，其良好的开放性不仅让我们能够充分利用倍福提供的软件库资源，还能轻松实现自有库的无缝集成，从而打造出贴合特定设备需求的定制化状态监测系统。我们在开发过程中广泛采用 TwinCAT Scope 进行深入的分析工作。总体而言，TwinCAT 为我们提供了极为全面的支持，尤其是在实现我们标准化软件开发目标的过程中。”

双方之间的紧密合作关系将在未来得到进一步的深化，因为 Stefano Flore 仍然坚信，在利乐®设备中采用基于 PC 的控制技术蕴含着巨大的发展潜力：“我们认为，无电缆技术（NCT）是 XTS 系统的一项极具前景的进一步升级发展。我们已经着手测试 XPlanar 技术为多种应用场景所带来的各种可能性。我们还看到了 MX-System 无控制柜解决方案以及 TwinCAT Runtime for Linux®极具吸引力的优势。我们拥有巨大的潜力，能够像在这个案例中的试点客户所体验的那样，给用户带去惊喜，为他们精心打造出一台充满魔力的‘魔法机’。”