Nowoczesne pakowanie tabliczek czekolady. Wykrywanie zmian formatu za pomocą technologii RFID

Rozwiązanie opiera się na użyciu części wymiennych dla poszczególnych formatów ze stałym ogranicznikiem. Oprócz tego jest wyposażone w sprawdzony system radiowej identyfikacji obiektów RFID firmy Balluff do automatycznego wykrywania części wymiennych. Korzysta na tym użytkownik, który zyskuje skrócenie czasu potrzebnego na przezbrojenie i zwiększenie elastyczności procesu zmiany formatu. – Maszyna do pakowania uruchamia się dopiero wtedy, gdy wszystkie podzespoły znajdą się we właściwym miejscu. To praktycznie wyklucza możliwość złego rozmieszczenia elementów – mówi Christoph Krombholz, kierownik ds. marketingu w firmie LoeschPack. To nowe rozwiązanie zostało zaprezentowane po raz pierwszy na ubiegłorocznych targach Interpack w Düsseldorfie.

Dwustopniowa owijarka LTM-DUO została zaprojektowana specjalnie z myślą o pakowaniu tabliczek czekolady. Użycie tego zaawansowanego technologicznie sprzętu jest polecane zawsze, gdy potrzeba szczególnie elastycznego doboru rodzaju opakowania, materiałów lub wielkości opakowania oraz przy wysokich wymaganiach w zakresie wydajności. Gwarantuje on doskonałą jakość produktu, a szczelność opakowań pomaga skutecznie chronić wyroby. Ten typ opakowania wpływa również na poprawę jego wyglądu dzięki ciasnemu owinięciu i eleganckiemu, nienagannemu wzorcowi składania. Koncepcja systemu zakładająca całkowite oddzielenie sekcji napędu od sekcji podajnika produktów zapewnia wysoki poziom higieny i dobrą dostępność podczas obsługi, czyszczenia i konserwacji.

System jest bardzo wszechstronny: używając maksymalnie dwóch materiałów opakowaniowych, można uzyskać różne sposoby pakowania. Możliwe jest nawet użycie folii opakowaniowej z biopolimeru. Prędkość pracy – nawet 215 tabliczek na minutę – sprawia, że poszczególne działania maszyny LTM-DUO można dostrzec dopiero po zmniejszeniu tempa do celów demonstracyjnych. Zdumiewa też to, w jak wielu złożonych krokach i z jak dużą precyzją wykonywane jest owijanie wewnętrzne na pierwszej stacji i owijanie zewnętrzne w papier lub karton całego opakowania na drugiej stacji.

Precyzyjne napędy

Szczególnym wyzwaniem jest różnorodność wykonywanych w systemie ruchów, które muszą ze sobą współgrać przy dużej prędkości pracy, co wymaga ścisłej koordynacji i precyzji działań maszyny. Firma LoeschPack bazuje na połączeniu mechanicznych, sterowanych mechanizmem krzywkowym napędów wykorzystujących centralny wał główny oraz ruchów napędzanych serwonapędem, np. w transporcie podawczym. Centralnie smarowany wał główny wyposażony jest w hartowane, zaprojektowane typowo dla danej maszyny krzywki o specjalnie obliczonych profilach, które zapewniają sprzężenie – pozytywny napęd i ścisłą koordynację – wszystkich ruchów i zespołów z głównym napędem, nawet przy dużych prędkościach. – Ich użycie jest niezbędne wszędzie tam, gdzie wykonywanych jest wiele złożonych i identycznych ruchów oraz wymagana jest wysoka niezawodność działania przez wiele lat czy dziesięcioleci. Ma to zastosowanie do naszych urządzeń, ponieważ średnio 90% maszyn przeznaczonych jest na eksport światowy – zauważa Christoph Krombholz.

Całkowita zmiana formatu w ciągu kilku minut

W celu jak najlepszego wykorzystania i uzyskania maksymalnej elastyczności sprzętu niezbędne są szybkie zmiany formatu. Firma LoeschPack zdecydowała się na zastosowanie części formatowych ze stałym ogranicznikiem, ponieważ pozwalają one na przystosowanie maszyny do użycia nowych receptur, wymiarów tabliczek i materiałów bez potrzeby przeprowadzania kłopotliwego ręcznego przezbrajania i regulacji. – Nie wymaga to specjalistycznej wiedzy technicznej. Jedynym narzędziem, którego potrzebuje operator, aby wymienić i dokręcić element w ciągu zaledwie kilku minut, bez konieczności wzywania instalatora, jest klucz płaski. Zapewnia to oszczędność czasu i gwarantuje wysoką jakość procesu – podkreśla kierownik ds. marketingu w firmie LoeschPack. Praktycznie eliminuje to wszelkie odchylenia od idealnego ustawienia spowodowane niewłaściwą regulacją, które z kolei mogą prowadzić do błędów podczas pakowania lub nawet zatrzymania maszyny. Dostarczane do maszyny części formatowe są już zazwyczaj rozdzielone na wózku. Ułatwia to ogląd sytuacji i zapobiega pomyłkom, ponieważ różnice są często niewielkie i trudno je dostrzec gołym okiem. Krótki czas przestoju pomaga zwiększyć wydajność pracy.

Automatyczne wykrywanie części wymiennych za pomocą technologii RFID

Przemysłowy system RFID wysokiej częstotliwości, BIS U firmy Balluff, zapewnia automatyczne wykrywanie i identyfikację części wymiennych. Zamiast metalowych etykiet służących do rozpoznawania części stosowane są nośniki danych RFID. Ich identyfikacja odbywa się bezdotykowo. – Rozwiązanie to działa nawet w przypadku braku linii widzenia i/lub zabrudzonych etykiet – wyjaśnia Christine Hanke, Industry Manager w firmie Balluff. Głównymi elementami przemysłowego systemu RFID BIS U są procesor, co najmniej jedna antena kierunkowa UHF o polaryzacji kołowej oraz transpondery do identyfikacji obiektów.

Sterownik maszyny automatycznie analizuje informacje i odpowiednio inicjuje zapisane działania, tym samym aktywnie wspierając użytkownika. Kolumna sygnalizacyjna SmartLight z interfejsem IO-Link wizualizuje postępy podczas wymian przez zmianę kolorów. Widoczna jest nawet z dużej odległości, co pozwala na szybsze określenie statusu maszyny. Urządzenie dysponuje szeroką gamą kolorów z możliwością dowolnego doboru intensywności światła. System uruchamia się dopiero po umieszczeniu i zamontowaniu w odpowiednim miejscu wszystkich części wymiennych. Eliminuje to ryzyko uszkodzenia maszyny spowodowanego uruchomieniem z założonymi nieprawidłowymi częściami. – Szczególną cechą kolumny SmartLight jest to, że można ją elastycznie dopasowywać do praktycznie wszystkich możliwych zdarzeń – bez potrzeby przeprowadzania kłopotliwej konfiguracji sprzętowej. W ten sposób wyeliminowaliśmy potrzebę zwykle uciążliwego łączenia modułów o różnych kolorach w celu stworzenia kolumny sygnalizacyjnej – zauważa Christine Hanke. Jednocześnie połączenie ze sterownikiem za pośrednictwem Master IO-Link zapewnia wiele typowych zalet interfejsu IO-Link, takich jak instalacja typu plug-and-play i bezproblemowe uruchamianie z wygodnym ustawianiem parametrów.

System Balluff UHF można łatwo scalić z konstrukcją systemu. Nośniki danych o wyjątkowo kompaktowych wymiarach 7,1 mm × 3,1 mm × 13,1 mm są całkowicie płaskie i można je mocować do elementów formatowych, tak aby nie wystawały ponad ich powierzchnię. Ponieważ w pamięci zapisano numery seryjne części formatowych, tzw. kody UID, w każdej chwili można je jednoznacznie zidentyfikować, nawet jeśli transpondery są przymocowane do powierzchni metalowych. Był to również jeden z podstawowych wymogów stawianych przez firmę LoeschPack.

Pasywne nośniki danych nie wymagają również własnego zasilania, ponieważ pobierają energię z głowicy odczytu/zapisu UHF. Dzięki temu nie jest konieczne zastosowanie akumulatorów. Elementy elektroniczne i antena są wbudowane w etykietę. Wraz z pasywnymi znacznikami rozwiązanie UHF gwarantuje zasięg do sześciu metrów i wysoką niezawodność przechwytywania fal. System jest zdolny do masowego przechwytywania fal, dzięki czemu wszystkie wymienne części w zasięgu anteny mogą być skutecznie odczytywane niezależnie od ich orientacji przestrzennej. Innym przykładem użycia tej technologii w porównaniu z tradycyjnymi metodami identyfikacji, takimi jak kody kreskowe, jest możliwość wczytywania danych (np. trwałość użytkowa części) do etykiety. Te informacje można następnie stale aktualizować, choć system nie wykorzystuje jeszcze tej funkcjonalności.

Dzięki systemowi RFID BIS U Balluff maszyna LTM-DUO jest również odpowiednio przystosowana do użytku na całym świecie, ponieważ rozwiązanie RFID firmy Balluff działa na częstotliwości 860–920 MHz i spełnia wymagania światowych norm ISO 18000-6C oraz EPC Gen 2 Class 1. Ponadto to rozwiązanie można bez większego wysiłku zamontować w istniejących instalacjach przy użyciu standardowego międzynarodowego interfejsu.

O firmach

Firma Loesch Verpackungstechnik GmbH – znana również pod nazwą LoeschPack – jest wiodącym międzynarodowym producentem maszyn do pakowania i kompletnych systemów pakowania gum do żucia, czekolad i suchych wypieków. Założona w 1919 r. spółka z siedzibą w Altendorf niedaleko miasta Bamberg w Niemczech jest dziś częścią Grupy Piepenbrock zatrudniającej 26 000 pracowników i mającej 90% udziału w eksporcie. Jako partner i dostawca systemów dla przemysłu cukierniczego firma oferuje kompleksowe usługi na całym świecie. LoeschPack zapewnia też klientom wsparcie przez cały cykl eksploatacji urządzeń – od pomysłu, po projektowanie, budowę i uruchomienie – z uwzględnieniem szkoleń i dostarczaniem części zamiennych.

Firma Balluff, założona w 1921 r., oferuje kompletną gamę najwyższej jakości czujników, systemów do identyfikacji oraz pomiaru odległości, a także rozwiązania sieciowe i komunikacyjne dla wszystkich obszarów automatyki przemysłowej. Obecnie zatrudnia 3300 pracowników. Od czterech pokoleń jest biznesem rodzinnym, w którym znaczną część dochodów przeznacza się na badania i rozwój. Firma posiada zakłady produkcyjne i badawcze, filie i oddziały na całym świecie. Produkcja odbywa się nie tylko w centrali znajdującej się w Neuhausen koło Stuttgartu, ale także w innych nowoczesnych zakładach produkcyjnych na terenie Niemiec, Węgier, Szwajcarii, USA, Brazylii i Chin. 

BALLUFF Sp. z o.o.
ul. Graniczna 21A
54-516 Wrocław
tel. 71 382 09 00
fax 71 338 49 30
e-mail: balluff@balluff.pl
www.balluff.pl

source: Automatyka 7-8/2019