在人们的生活中，各种各样的封装式容器应用无处不在，如生活中最常见的各种液态食品、医用消防以及各种清洁用品，而这些产品的生产都要用到灌装机。在灌装行业最常用的灌装机器主要有2种工艺结构，旋转式和跟随式，本文主要围绕禾川Q&R双机组合分离式跟随灌装机解决方案分析。禾川R&Q双剑合璧将为灌装两部注液+旋盖的提供一种高性价比、灵活组合、高抗扰能力的柔性集成解决方案。

　　1. 智能灌装线机器架构与配置

　　相对于旋转式灌装线，跟随式灌装机无需底盘模具，能够灵活的根据终端客户要求实现灌装各种不同类型的产品，同时通过设置多灌装头，可以成倍提高灌装速度与效率。跟随式灌装机主要分为跟随注液和旋盖2大模块，2大模块要求独立性较高，根据终端客户不同的需求灌装线的长度不一，其中一个非常值得关注的问题就是随着灌装产品容量愈大、灌装头数量愈多，机身的长度就越长，占有空间较大的长方形机器不利于机器物流搬运。因此，设备生产商通常将灌装注液部分和旋盖部分做成两个独立的模块。在本方案中灌装注液采用禾川高性能集成运动PAC Q1+X3EB总线伺服，旋盖部分采用禾川升级版小型机R8A。Q&R双模组合将为设备选择提供一种更加灵活和更具性价比的一体化智能解决方案。

　　2.禾川R&Q系列PLC产品介绍

　　禾川R PLC是禾川中小型控制器的新锐，R系统基于M7600MHZ处理器，具备R1 R2 R8 R9 RS RJ 六种类型，R系统拥有总线、串口等多种常用通讯，支持MODBUS TCP主从站功能、本地右扩展模块支持、本体高速输入输出功能、多任务执行功能，USB+以太网实现高速下载与实时监控调节，全范围覆盖12轴以内所有OEM应用领域。

　　禾川Q系列控制器是集成了多种功能的总线运动控制器，支持 EtherCAT、CANopen、Modbus RTU、 ModbusTCP多种通信协议，本体自带16对高速脉冲IO，可用于编码器高速输入、步进、脉冲伺服的控制。Q1可带32个伺服轴、最大IO点数2048点，可支持从站128个，拥有电子凸轮、直线插补、圆弧插补、螺旋插补、追剪/飞剪、CNC G代码/Robot等丰富而强大的功能，广泛应用于机器与工厂自动化。　

　　3.R&Q组合式灌装旋盖方案介绍

　　灌装部分采用禾川Q1 PAC+8伺服+2步进+编码器实现，灌装机主要分为 传送带宽与灌装高度调整、灌装头与传送带同步平移灌装、活塞与灌装头同步运动、输送带等机构组成。机器的工作流程是按下启动按钮，机器开始运动，输送带带瓶运动。当进瓶检测传感器检测到瓶子时探针锁存瓶检位置，当输送带实时位置-瓶检锁存位置=灌装头到检距离，凸轮耦合，灌装头跟随传送带同步运动。当灌装头进入同步区时，活塞轴运动，气缸动作，开始注液。当整个灌装行程完成，灌装头活塞返回初始位，锁存位置清除，开始下一个周期。

　　完成灌装工序后，灌满料的瓶子通过输送线送至旋盖机完成旋盖，拧盖的工艺有多种配置，最常见两种拧盖配置就是跟随式拧盖合定点式拧盖。跟随式拧盖的配置是输送传送带、旋盖头平移、机台升降、拧盖四大部分，当旋盖机进瓶检测传感器检测到瓶，传送带伺服锁存当前位置，当输送带实时位置-瓶检锁存位置=旋盖头到检距离凸轮耦合，旋盖头跟随传送带做同步运动，拧盖伺服采用力矩控制，力矩值达到旋盖头松开返回起始位重复工作流程。定点式拧盖则是旋盖机只要系统初始化完成则旋盖机拧盖部分开始旋转，当瓶子达到拧盖位，夹瓶气缸动作，夹紧瓶子固定瓶位，开始定点旋盖，完成松瓶，旋盖分为旋盖A、旋盖B 2个旋盖工位，而实现这些动作的部件主要分为旋盖电机、传送带电机、传送带宽电机。

　　通常，灌装机的主体和旋盖机的主体要求能够灵活的拆装，一是灌装旋盖线整体机身较长，不利于装运和配送;二是灌装旋盖线本身是2台功能各异的机器，终端生产商可能只需要其中一种功能。因此双机双控系统充分的满足了客户的灵活性要求，提高了生产线的柔性。

　　4. 机器的电气配置与拓扑

　　机器的电气主要是以Q为核心的灌装控制电气系统和以R为核心的旋盖控制系统，Q1 PAC通过EtherCAT总线控制总线伺服电机完成灌装工艺，R8A通过Y0—Y4高速输出控制4个步进实现旋盖动作。同时Q1与TP2000通过ModbusTCP总线实时通讯实现触控可视，R8A PLC通过Modbus RTU与触摸屏完成交互，多机组合，实现一屏多控效果。

　　5. 结语

　　伴随着消费结构的升级，买方和消费者的个性化、定制化、时效性需求不断提升，满足“差异化、小规模、周期可控”的柔性化制造市场需求不断增强。消费需求的变化正在使得生厂商和服务商改变传统模式，逐渐走向消费者为导向的创新型道路，柔性快速的供应链正在成为企业的关键竞争力。

　　R&Q组合分离式灌装旋盖机正是柔性生产的一个具体体现，生产商可根据需求任意组合生产线达到最优性能和快速适应产品与场地的变化。从运动控制层面分析，在各种智能装备中总线型伺服电机比脉冲型伺服电机更具柔性，因为总线型伺服能够根据客户对机器的期盼快速改变布局与整体系统设计，其能够充分缩短产品的装配与调试周期。