大部分人，特別是那些身處重工業，如汽車行業的人，很難立即把“制造自動化”這個詞與棉花的采摘、打包及存儲聯系到一起。然而，和任何其他制造業一樣，棉花加工業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的一家公司開發了一種獨特的棉花打包系統，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）開發的Ultra－Twist系統，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、網絡及可編程邏輯控制器，從而能使打包過程完全自動化。

Ultra－Twist系統是為International Fiber Packaging（軋棉機供應商Leggett&Platt的一個分公司）開發的，正應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，該系統已經能夠全面投入使用。

復雜的功能

Factory Solution公司部門經理James Dutton指出，為了打包需要進行許多復雜的運動。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繞棉花包的導槽后折回接頭處，打包絲停在預定的位置。接下來打包絲被拉緊，從卷筒上切斷并纏繞到Ultra－Twist上以預定的次數打好結。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實又不會被打包絲損傷。

“運動控制系統被優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個獨立的轉軸。”

棉花處理甚至在收獲的農產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到附近的軋棉機處，這些軋棉機在收獲季節通常是一天24小時地工作，以幫助農民快速轉運他們的農產品。

“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，應用液壓技術生成外形規則的重約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，這些棉塊兒經稱重、裝袋運至倉庫儲存。

一個高產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用的多種特點之一。

包裝控制

用鋼絲捆扎棉包是現在才興起的老主意了，Phillips說。塑料帶被廣泛應用之前，棉花加工業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使Factory Solution公司在打包過程中重新引進鋼的技術。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100，000個棉包的事實，那將節省很大一筆費用”，他說。

大部分打包系統使用塑料帶捆扎。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幾個棉包。”

另外，通過在Ultra－Twist系統中引入高級運動控制能力，Factory 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運動控制產品的業務發展經理Mark Olten解釋說，伺服電機的使用是Ultra－Twist系統保證速度和精度的關鍵。

“通過伺服技術，可以快速指定設備的運動，并帶有很高的分辨率。換句話說，該系統比使用其他電機的系統更精確地知道‘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系統也可在全自動模式下工作。而半自動和手動系統則需要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過測試。控制面板上的線用來連接包括伺服電機的外圍設備，以便模擬實際操作。

基于網絡的交互控制

Factory Solution公司制造了兩種規格的Ultra－Twist系統——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實現運動控制的SERCOS協議的Schneider Electric TSX PremiumPLC控制的。

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