大部分人，特別是那些身處重工業(yè)，如汽車行業(yè)的人，很難立即把“制造自動化”這個詞與棉花的采摘、打包及存儲聯(lián)系到一起。然而，和任何其他制造業(yè)一樣，棉花加工業(yè)也在與成本及效率帶來的壓力進行抗爭。出于這個考慮，位于佐治亞州Kennesaw的一家公司開發(fā)了一種獨特的棉花打包系統(tǒng)，能在改善整體連貫性的同時降低打包過程的時間和費用。

　　由Factory Solution（Interstate Electrical Supply的一個子公司）開發(fā)的Ultra－Twist系統(tǒng)，使軋棉機能夠更高效地生成外形整齊的棉包。該公司聲稱，Ultra－Twist系統(tǒng)采用 Schneider Electric公司的具有運動控制能力的一體化組件，包括運動控制器、網(wǎng)絡(luò)及可編程邏輯控制器，從而能使打包過程完全自動化。

　　Ultra－Twist系統(tǒng)是為International Fiber Packaging（軋棉機供應(yīng)商Leggett&Platt的一個分公司）開發(fā)的，正應(yīng)用在德克薩斯州和佐治亞州的大約15臺軋棉機上。 Interstate Electric公司的副總裁Steve Phillips表示，通過最近完成的為期3年的測試，該系統(tǒng)已經(jīng)能夠全面投入使用。

　　復(fù)雜的功能

　　Factory Solution公司部門經(jīng)理James Dutton指出，為了打包需要進行許多復(fù)雜的運動。首先，一個帶有三到六個打包接頭的工作箱被移動到位，由卷筒提供的打包絲穿過一條環(huán)繞棉花包的導(dǎo)槽后折回接頭處，打包絲停在預(yù)定的位置。接下來打包絲被拉緊，從卷筒上切斷并纏繞到Ultra－Twist上以預(yù)定的次數(shù)打好結(jié)。位置誤差精確到1‰英寸（1 英寸＝2.54厘米），從而保證棉花被捆得既結(jié)實又不會被打包絲損傷。

　　“運動控制系統(tǒng)被優(yōu)化以便最大限度地提供各種功能，”Dutton說，“這非常重要，因為這種方案需要控制多達13個獨立的轉(zhuǎn)軸。”

　　棉花處理甚至在收獲的農(nóng)產(chǎn)品還未離開耕地之前就開始了。棉花在采摘后，被人們熟知的棉模成形機壓成一個長達21.3米（70英尺）的棉塊兒。棉塊兒被裝上拖車運輸?shù)礁浇�的軋棉機處，這些軋棉機在收獲季節(jié)通常是一天24小時地工作，以幫助農(nóng)民快速轉(zhuǎn)運他們的農(nóng)產(chǎn)品。

　　“棉塊兒”在軋棉機那被拆成獨立的棉桃。然后被輸送到許多不同的機器，而這些機器把棉花除籽、抽出棉纖維、清潔以及鑒定濕度等級。

　　棉纖維接著被運到打包機處，應(yīng)用液壓技術(shù)生成外形規(guī)則的重約227千克（50磅）的一個個棉團。（Phillips說，這些棉塊十分致密，需要用錘子才能將釘子敲進去）。最后，這些棉塊兒經(jīng)稱重、裝袋運至倉庫儲存。

　　一個高產(chǎn)量的軋棉機每小時能夠加工多達60個棉包，所以Factory Solutions公司在探尋如何保證軋棉機盡可能高效而劃算地運作。使用鋼絲替代塑料帶就是被應(yīng)用的多種特點之一。

　　包裝控制

　　用鋼絲捆扎棉包是現(xiàn)在才興起的老主意了，Phillips說。塑料帶被廣泛應(yīng)用之前，棉花加工業(yè)使用扁平的鋼帶捆扎棉包，但是這些鋼帶體積大，需要打包機上有很大的接頭，并需要夾子來固定這些接頭。具有足夠張力保持棉包的圓形鋼絲的開發(fā)使Factory Solution公司在打包過程中重新引進鋼的技術(shù)。因為鋼是可回收的，所以每根鋼絲比塑料帶便宜多達50美分，phillips說。

　　“當你考慮到一臺軋棉機在一個季度可能生產(chǎn)100，000個棉包的事實，那將節(jié)省很大一筆費用”，他說。

　　大部分打包系統(tǒng)使用塑料帶捆扎。但是，倉庫里溫度的變化會使這些帶子變松，導(dǎo)致棉包變形，甚至在某些情況下完全散開，Phillips說。

　　“那真是一團糟，但如果一個棉包著了火那就更糟了。塑料帶會被熔化，火也會蔓延開。但金屬不會這樣損壞，所以火勢會被抑制在少數(shù)幾個棉包。”

　　另外，通過在Ultra－Twist系統(tǒng)中引入高級運動控制能力，F(xiàn)actory Solution公司顯著地改進了棉包的操作及捆扎性能。所有的運動控制組件都是由Schneider Electric公司制造的，包括伺服驅(qū)動器、無刷電機以及可編程邏輯控制器（PLC）等。

　　Schneider Electric運動控制產(chǎn)品的業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理Mark Olten解釋說，伺服電機的使用是Ultra－Twist系統(tǒng)保證速度和精度的關(guān)鍵。

　　“通過伺服技術(shù)，可以快速指定設(shè)備的運動，并帶有很高的分辨率。換句話說，該系統(tǒng)比使用其他電機的系統(tǒng)更精確地知道‘在哪里’”，Olten說，“這些特點伴隨著迅速、精確的加減速運動，縮短了捆扎周期的時間，也意味著棉花能夠被更快地處理�！�

　　Ultra－Twist系統(tǒng)也可在全自動模式下工作。而半自動和手動系統(tǒng)則需要3個人來操作，Olten說。

　　Factory Solutions公司打包機控制面板上的元件在安裝前需要經(jīng)過測試�？刂泼姘迳系木�用來連接包括伺服電機的外圍設(shè)備，以便模擬實際操作。

　　基于網(wǎng)絡(luò)的交互控制

　　Factory Solution公司制造了兩種規(guī)格的Ultra－Twist系統(tǒng)——具有六個打包接頭的高性能型號及具有三個接頭的標準型號。高性能機型起初是由采用基于光纖傳導(dǎo)實現(xiàn)運動控制的SERCOS協(xié)議的Schneider Electric TSX PremiumPLC控制的。

　　“我們最初采用SERCOS接口技術(shù)是因為其杰出的性能”，Olten說，“這是第一個可自動執(zhí)行的打包系統(tǒng)，而且我們希望能夠處理任何可能出現(xiàn)的控制方面的要求。”

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