Torebka cukru co pół sekundy

Można je spotkać wszędzie, od gastronomi po biura: różne formy małych opakowań z cukrem są niezbędne tam, gdzie serwuje się gorące napoje. W samej Europie konsumenci zużywają kilkaset milionów tych opakowań rocznie. Cena jednostkowa poniżej 0,5 centa, niskie koszty i wysoka wydajność to kluczowe cechy związane z ich produkcją. Włoska firma M.F. snc Macchine Automatiche ma w swojej ofercie nową wysokowydajną maszynę pakującą do napełniania małych opakowań. M.F. opiera się na automatyce firmy Bosch Rexroth z zastosowaniem komunikacji w czasie rzeczywistym poprzez magistralę SERCOS.

Firma specjalizuje się w produkcji urządzeń do napełniania pojedynczych, zgrzewanych opakowań z wyrobami o różnej konsystencji: ziarnistymi jak cukier, sproszkowanymi, ciekłymi, kremowymi, a także w postaci zwartej bryły. M.F. uwzględnił szczególne aspekty napotykane przy przetwarzaniu cukru. Małe, białe ziarenka i cząstki niezwykle szybko się ścierają i zmieniają w lepki syrop w przypadku zbyt dużej wilgotności. To właśnie dlatego włoscy specjaliści od opakowań, tam gdzie było to możliwe, wymienili mechaniczne elementy synchronizujące na osobne napędy elektryczne, aby zwiększyć żywotność podzespołów i zmniejszyć koszty utrzymania.

"Przemysł opakowaniowy często wymaga indywidualnych rozwiązań. Z tego właśnie powodu dostosowujemy nasze maszyny i systemy do potrzeb klientów", zauważa Fabio Fuzzi, właściciel i dyrektor naczelny M.F. Nowa maszyna dozująca Stick Pack, której używa się do napełniania długich "pałeczek z cukrem", ma wysokowydajną i kompaktową automatykę o doskonałej elastyczności działania na dużych prędkościach. Napełnia do 600 opakowań na sekundę na dziesięciu ścieżkach. Aby przestawić produkt na inne ilości czy rozmiary opakowań, wszystko co należy zrobić, to wybrać inną recepturę w sterowniku.

Cykl roboczy trwający jedynie 0,6 sekundy wymaga precyzyjnej koordynacji zaangażowanych serwomechanizmów. Aby temu sprostać, firma M.F. polega na automatycznym rozwiązaniu o nazwie IndraMotion for Packaging firmy Bosch Rexroth. Funkcje logiczne i ruchowe są zintegrowane w jednym urządzeniu. Dla kompaktowego urządzenia Stick Pack producenci wybrali wariant IndraMotion MLD ze sterownikiem PLC w napędzie. Zmniejsza to ilość okablowania, a główny napęd może sterować nawet 9 serwonapędami. Otwarty sterownik PLC zgodnie z normą IEC 61131-3 nadzoruje ciąg procesów i przejmuje całą wizualizację systemu. Bosch Rexroth wciąż rozwija wbudowane w sterowniku PLCopen biblioteki ruchowe wraz z własnymi funkcjami, które mają na celu obsługę zastosowań opakowaniowych. Oznacza to, iż IndraMotion for Packaging zastąpił wiele złożonych zadań w celu zaprogramowania maszyny poprzez wprowadzenie szybkiej parametryzacji.

Prosta technologia dzięki CamBuilder
Cukier jest dostarczany w workach o wadze pomiędzy 500 a 1000 kg, a następnie przesyłany do leja rurociągiem ssawnym. Czujnik pojemnościowy utrzymuje stały poziom cukru w leju przez cały czas operacji. Maszyna zatrzymuje się, gdy tylko lej opróżni się z cukru, co zapobiega wytwarzaniu pustych opakowań. Cukier przechodzi przez lej do układu dozującego. "Opakowania napełniają się cukrem dzięki wibracyjnej napełniarce objętościowej, tak że objętość wyrobu można łatwo zwiększać lub zmniejszać", wyjaśnia Fabio Fuzzi. Waga zapewnia wysoki poziom powtarzalnej dokładności. "Za pomocą wagi jesteśmy w stanie osiągnąć wartość tolerancji na poziomie jednego procenta", stwierdza z dumą właściciel. Następne stanowisko nadzoruje zgrzewanie opakowania – maksymalnie z trzech stron.

M.F. wykorzystuje środowisko techniczne IndraWorks do wykonywania szybkich i wysoce dynamicznych ruchów we wszystkich kierunkach/osiach. Obejmuje to wszystkie wymagane narzędzia do programowania, parametryzacji, realizacji i diagnostyki sterowania i napędów. Jednocześnie funkcje innowacyjne, takie jak CamBuilder, upraszczają pracę. Włoscy inżynierowie mogą stworzyć szybką graficzną ilustrację krzywek natomiast oprogramowanie automatycznie generuje kod maszynowy. W przypadku zmiany parametru ruchy pozostałych osi nastawiają się automatycznie. M.F. dostarcza Stick Pack wraz z 200 recepturami, pomiędzy którymi użytkownik urządzenia może w łatwy sposób dokonywać wyboru. Wszystkie dane napędowe oraz dane PLC są przechowywane w karcie pamięci.

SERCOS: redundancja zapewnia przepływ danych nawet przy przerwaniu kabla
Niezwykle krótki czas cyklu wymaga niezawodnej komunikacji w czasie rzeczywistym pomiędzy sterownikiem a napędami. Automatyczna magistrala SECROS oferuje właściwą wydajność dzięki deterministycznemu przesyłowi danych. Przede wszystkim zwiększa niezawodność maszyny. Solidna budowa pierścieniowa zapewnia, że komunikacja jest utrzymywana nawet w przypadku przerwania kabla. Jeśli pierścień jest rozłączony, SECROS przełącza się bezpośrednio na topologię podwójnych łączy. Wraz z rosnącą liczbą producentów M.F. wykorzystuje SECROS jako magistralę automatyki: Stick Pack łączy wszystkie peryferia maszyny wyposażone w standardowy Ethernet poprzez osobny kanał odseparowany od komunikacji w czasie rzeczywistym.

Ponadto połączenie SECROS z IndraMotion for Packaging umożliwia integrację innych modułów, takich jak urządzenia do formowania pudełek czy zgrzewarki automatyczne, w procesie technologicznym. Aby to wykonać, M.F. łączy sterowniki odpowiednich modułów z maszyną poprzez kabel Ethernet. Podłączone moduły automatyczne są synchronizowane z cyklem maszyny poprzez IndraMotion MLD.

Dla Fabio Fuzzi ścisła współpraca z firmą Bosch Rexroth miała jasny cel: "Rozwijamy się wraz z Bosch Rexroth. Nasze wyroby zawsze są innowacyjne, a my stale stawiamy czoła zmianom. Jest to niezbędne, by iść naprzód. Dzięki tej współpracy możemy wdrażać innowacje natychmiast w kolejne nasze maszyny".
Bosch Rexroth Sp. z o.o. jest wiodącym specjalistą w zakresie napędów i sterowań. Pod markę Rexroth firma oferuje ponad 500.000 klientom kompleksowe rozwiązania obejmujące napędy, sterowania i regulacje. Bosch Rexroth jest partnerem w aplikacjach do maszyn samojezdnych i przemysłowych oraz urządzeń wykorzystujących odnawialne źródła energii. Bosch Rexroth jako The Drive & Control Company opracowuje, produkuje i sprzedaje swoje komponenty i systemy w ponad 80 krajach. Przedsiębiorstwo należące do Grupy Bosch zatrudniające 38 400 pracowników osiągnęło w roku 2011 przychody w wysokości około 6,4 mld euro.

Więcej informacji TUTAJ