Sprzęt marki Bosch Rexroth w produkcji torebek z cukrem

Jednorazowe, papierowe torebki z przyprawami to wygodny i higieniczny sposób podawania dodatków do jedzenia dla klientów restauracji, barów, kawiarni, hoteli, czy choćby pasażerów samolotów. Dzięki automatyzacji produkcji, koszt ich wytworzenia spadł poniżej 1,5 grosza za sztukę, pomimo licznych trudności związanych z przesypywaniem tak małych porcji. Włoski producent maszyn, firma M.F. snc Macchine Automatische przygotowała specjalne urządzenie sprawnie automatyzujące tę operację.

Problem małych ziaren

Omawiana firma specjalizuje się w produkcji urządzeń do napełniania pojedynczych, zgrzewanych opakowań z substancjami o różnej konsystencji: ziarnistymi jak cukier, sproszkowanymi, ciekłymi, kremowymi, a także w postaci zwartej bryły. Problemem w przypadku cukru jest fakt, że małe kryształki szybko się ścierają i zmieniają w lepki syrop, w przypadku zbyt dużej wilgotności. To m.in. dlatego zdecydowano się wymienić mechaniczne elementy synchronizujące na osobne napędy elektryczne. Zwiększa to żywotność podzespołów i zmniejsza koszty utrzymania.

Wydajność i komponenty

Nowa maszyna dozująca Stick Pack, której używa się do napełniania długich opakowań z cukrem napełnia do 600 opakowań na sekundę w dziesięciu ścieżkach. Aby przestawić produkt na inne ilości czy rozmiary opakowań, wystarczy jedynie wybrać inną recepturę w sterowniku. M.F. dostarcza maszynę Stick Pack wraz z 200 recepturami, pomiędzy którymi użytkownik urządzenia może w łatwy sposób dokonywać wyboru.

Cykl roboczy trwa jedynie 0,6 s i 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. 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 aplikacji związanych z pakowaniem. Oznacza to, że IndraMotion for Packaging zastąpił wiele złożonych zadań w celu zaprogramowania maszyny poprzez wprowadzenie szybkiej parametryzacji.

M.F. wykorzystuje środowisko techniczne IndraWorks do wykonywania szybkich oraz dynamicznych ruchów we wszystkich kierunkach i osiach. Obejmuje ono wszystkie wymagane narzędzia do programowania, parametryzacji, realizacji i diagnostyki sterowania i napędów. Jednocześnie funkcje, 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.

Procedura działania

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. Waga zapewnia wysoki poziom powtarzalnej dokładności – na poziomie 1%. Następne stanowisko nadzoruje zgrzewanie opakowania – maksymalnie z trzech stron.

Redundancja SERCOS

Bardzo krótki czas cyklu pracy 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 topologia pierścieniowa sprawia, że komunikacja jest utrzymywana nawet w przypadku przerwania kabla. Jeśli pierścień jest rozłączony, SECROS przełącza się bezpośrednio na topologię podwójnych łączy. Wszystkie komponenty peryferyjne maszyny Stick Pack, wyposażone w standardowy Ethernet, połączone są 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. Firm M.F. połączyła sterowniki odpowiednich modułów z maszyną poprzez kabel Ethernet. Podłączone moduły automatyczne są synchronizowane z cyklem maszyny poprzez IndraMotion MLD.

Źródło: Bosch Rexroth