Rewolucja w etykietowaniu rotacyjnym

Systemy etykietowania firmy Weiler (Weiler Labeslling System, USA) są z powodzeniem stosowane w przemyśle farmacetycznym. Firma WLS wyspecjalizowała się w etykietowaniu rotacyjnym, który umożliwia nakładanie etykiet na opakowaniach często spotykanych w tej branży: owalnych, cylindrycznych czy stożkowych.

Etykietowanie cut-and-stuck

Kiedy nadszedł czas wejścia na rynek etykiet typu cut-and-stack, firma WLS chciała uniknąć wad tradycyjnej aplikacji etykiet przez przyklejanie na zimno. Łącząc dziesięciolecia doświadczeń w etykietowaniu rotacyjnym z innowacyjną technologią bezklejową NuLabel, WLS jest obecnie w stanie zaoferować czystsze, bardziej wydajne maszyny do mocowania etykiet typu cut-and-stack.( etykiety cięte). WLS stosuje sytemy automatyzacji firmy B&R oraz deterministyczną synchronizację poprzez sieć POWERLINK. Przedstawiamy szczególy zastosowanego rozwiązania i pokazujemy w jaki sposób wpływają one na koszty i komfort użytkowania etykieciarek.

Poprzez wyeliminowanie potrzeby klejenia, maszyny WLS nakładające etykiety typu cut-and-stack zapewniają klientom niskie koszty tych czynności przy jednoczesnej wysokiej wydajności dotykowych maszyn etykietujących.

Wymagania względem etykieciarek

Systemy Etykietowania Weller (WLS) posiada dwadzieścia pięć lat doświadczeń w projektowaniu, produkcji, integracji i serwisowaniu zaawansowanych rotacyjnych dotykowych urządzeń etykietujących. Maszyny etykietujące wymagają coraz bardziej zaawansowanych możliwości drukowania i obrazu dla kodowania i serializacji. Najbardziej zaawansowane z tych aplikacji wymagają, aby złożone kody były drukowane i sprawdzane z prędkością przekraczającą 500 sztuk na minutę, a jednocześnie umieszczane na opakowaniu z bezlitosną tolerancją +/-0,5 milimetra. Rozwiązania w tej dziedzinie są tradycyjnie realizowane przy pomocy rotacyjnych dotykowych maszyn etykietujących RL-420 lub RL-760 firmy WLS.

Nowe podejście do etykietowania cut-and-stack

Po udoskonaleniu technologii dotykowego etykietowania obrotowego, firma WLS zdecydowała się rozszerzyć swoją działalność o obszar etykiet typu cut-and-stack (etykiety cięte). Etykiety cut-and-stack wykorzystywane są najczęściej w przemyśle spożywczym. Są niedrogie i różnorodne ale tradycyjna metoda ich aplikacji przy pomocy zimnego kleju jest procesem brudnym i wymagającym dużych nakładów pracy, który wiąże się z przestojami na czyszczenie i konserwację pomiędzy poszczególnymi seriami.

Przy rozpoczęciu nowego projektu firma WLS podjęła współpracowała z NuLabel Technologies, która opracowała rewolucyjną technologię klejenia z możliwością aktywacji kleju. Klej jest wstępnie nakładany na etykietę w trakcie jej produkcji, a następnie aktywowany przy pomocy natrysku na bazie wody tuż przed tym, zanim etykieta zostanie nałożona na pojemnik. Dzięki tej bezklejowej technologi maszyna etykietująca RL-840N daje klientom bogactwo form etykiet typu cut-and-stack, a jednocześnie pozwala osiągnąć wydajność i wygląd aplikacji dotykowej.

Scentralizowane sterowanie i rozproszone napędy

Zarówno maszyny dotykowe do mocowania etykiet RL-420/760, jak i maszyna do mocowania etykiet typu cut-and-stack RL-840N wymagają bardzo intensywnej pracy silników, które muszą działać z niewiarygodną szybkością i dokładnością, a także potrzebują deterministycznej komunikacji w czasie rzeczywistym. Aby to osiągnąć, firma WLS zwróciła się ku automatyce firmy B&R.

Rozwiązanie B&R łączy w sobie scentralizowane sterowanie maszyną z rozproszonym sterowaniem napędami i I/O, które komunikują się za pomocą POWERLINK. Ta decentralizacja właśnie umożliwia firmie WLS stosowanie znacznie mniejszych obudów niż w przypadku maszyny etykietująych napędzanych przez sterowniki PLC.

RL-840N obejmuje 12 do 24 platform krokowych na swojej wieżyczce, a także liczne serwosilniki, które napędzają śrubę pociągową, wieżyczkę oraz moduły cut-and-stack maszyny. Silniki krokowe B&R oferują podobne funkcje do serwosilników, a jednocześnie są mniejsze i tańsze.

RL-840N daje klientom WLS elastyczność programowalnych receptur dla szybkiego ich przełączania, a także mniejszy ślad węglowy i wyższy stosunek wydajności do kosztów dzięki technologii silników krokowych B&R.

Dokładność do mikrosekundy dzięki POWERLINK

Aby dorównać wydajności maszyny z krzywką mechaniczną, wszystkie serwosilniki i silniki krokowe muszą być zsynchronizowane z dokładnością do mikrosekundy. Taka sama wysoka precyzja jest również wymagana w urządzeniach liniowych tworzących obraz i drukujących.
Protokół POWERLINK znacznie poprawił czas komunikacji i przyczynił się do wzrostu dokładności oraz śledzenia produktu, przez co pomógł sprostać wielu wyzwaniom związanym z szybkim kodowaniem i etykietowaniem. Możliwość integrowania urządzeń innych producentów za pomocą POWERLINK również redukuje ilość okablowania potrzebną do włączenia ich w układ sterowania maszyną.

"Niewiarygodny poziom synchronizacji stał się możliwy dzięki mikrosekundowej komunikacji technologii POWERLINK, która pozwala silnikom porozumiewać się sprawnie i niezawodnie – nawet poprzez pierścień ślizgowy na wieżyczce. POWERLINK pozwala również osiągać takie wyniki, jakich potrzebujemy w urządzeniach liniowych tworzących obraz, kontrolujących i drukujących." Ted Geiselman, Prezes, WLS

Maszyny pewne i bezpieczne

Automation PC 910 oraz wielodotykowy wyświetlacz Automation Panel 900 zostały wybrane dla zapewnienia wydajności obliczania i sterowania HMI maszyny. Podejście to pozwala firmie WLS kontrolować dostęp do funkcji maszyny na podstawie danych uwierzytelniających zawartych w loginie każdego użytkownika. Uprawnienia użytkowników mogą być ograniczone do dowolnej kombinacji podstawowych czynności, poszerzone do zaawansowanych funkcji konserwacyjnych albo mogą obejmować pełne uprawnienia administratora.

Zintegrowana technologia bezpieczeństwa B&R jeszcze bardziej zredukowała ilość okablowania w porównaniu do wcześniejszych maszyn etykietujących WLS, zapewniając jednocześnie w pełni programowalne reakcje bezpieczeństwa z wieloma opcjami konfiguracji maszyny. Dodatkowo modułowa integracja komputera PC i aplikacji HMI daje wyjątkową elastyczność dla skalowania wydajności obróbki oraz dostosowywania przyszłych wersji maszyny.

Urządzenie RL-840N firmy WLS wykorzystuje technologię sterowania B&R rozsianą po całej maszynie – w tym serwonapędy ACOPOSmicro, napędy krokowe ACOPOSmicro, moduły I/O X20 i X67 – aby dostarczyć skalowalne i konkurencyjne cenowo rozwiązanie.

Napędzany przez serwosilnik B&R moduł cut-and-stack na maszynie etykietującej RL-840N bierze etykiety, aktywuje ich klej i umieszcza je na pojemnikach.

Mniejszy ślad węglowy, konkurencyjna wydajność

Zazwyczaj maszyny etykietujące WLS są zintegrowane z liniami pakującymi tuż przed pakowaniem końcowym. RL-420/760 i RL840N dają klientom WLS elastyczność programowalnych receptur dla szybkiego ich przełączania, a także pomagają osiągnąć mniejszy ślad węglowy i wyższy stosunek wydajności do kosztów dzięki oszczędnej technologii silników krokowych B&R.

"Elastyczna i rozszerzalna topologia sprzętowa zbudowana na komunikacji POWERLINK pozwala wdrażać rozłożoną architekturę sterującą stworzoną dokładnie pod specyfikację danej maszyny", zauważa Prezes WLS, Ted Geiselman. "W ten sposób zmniejsza się ogólny rozmiar obudowy elektrycznej oraz podnosi wydajność."

Obecnie WLS polega na sprzęcie i oprogramowaniu B&R dla swoich dotykowych oraz obrotowych maszyn etykietujących typu cut-and-stack. "W przyszłości będziemy rozszerzać naszą współpracę z B&R, zaczynając od maszyny etykietującej na linii oraz topsertera, a z czasem kontynuując z innymi platformami – konkluduje Geiselman."