Pussituskoneisiin maksimi suorituskyky

Scaldopackin pakkauskoneet ovat kompakteja, mutta FAULHABER-yrityksen moottoriohjausteknologia tuo niihin tarvittavan dynamiikan, tarkkuuden sekä korkean saatavuuden.

  www.faulhaber.com

Nopeus on erittäin tärkeää pakkauskoneissa: tuotteet on täytettävä, suljettava luotettavasti ja valmisteltava lähetystä varten mahdollisimman lyhyissä sykleissä. Jos pakattava tuote lisäksi sisältää elintarvikkeita, myös hygieniavaatimukset ovat korkeat. Kokonaiskustannuksien pitämiseksi alhaisina laitteen tulisi vaatia huoltoa vain harvakseltaan ja suunnittelemattomia käyttökatkoja tulisi välttää. Vaatimuslista on siis pitkä ja koskee itse pakkauskoneen lisäksi myös siinä käytettäviä komponentteja, moottoriohjausteknologia mukaan lukien. Tässä artikkelissa käsitellään pussituskoneita, joita käytetään viskositeetiltaan korkeiden elintarvikkeiden, muiden kuin elintarvikkeiden sekä hiukkasmaisten tuotteiden pakkaamiseen.

Belgialainen yritys Scaldopack kehittää, valmistaa ja huoltaa kehittyneitä koneita kaatonokan asentamiseksi pussiin sekä pussitus- ja suljentakoneita. Belgialaisille on tärkeää, että valmistetut pakkaukset ovat erittäin korkealaatuisia sekä että virhesuhde on matala ja tuotantonopeus tasainen. Myös koneiden käyttöasteen on pysyttävä korkeana. Samaan aikaan myös joustavuus on erittäin tärkeää. Nämä järjestelmät voidaan helposti muuntaa yhdestä erästä toiseen hyvin lyhyessä ajassa. Järjestelmästä ja sovelluksesta riippuen muunnoksen tarvitaan vain muutama tunti, tai eräissä tapauksissa jopa alle 30 minuuttia. Lisäksi kaikki järjestelmät on rakennettu siten, että niitä tarvitsee huoltaa vain harvoin ja huolto voidaan suorittaa nopeasti. Tämä auttaa myös pitämään koneiden kokonaiskustannukset alhaisina.

Elintarvikkeiden ja muiden kuin elintarvikkeiden täyttö
Scaldopack tarjoaa erilaisia järjestelmiä pussitusta varten, mm. useita erilaisia pussituskoneita ja kaatonokan asennuslaitteita. Nämä asentavat pussin sulkumekanismin erikokoisiin pusseihin (kuva 1). Täyttökoneiden suorituskyky vaihtelee (montako säiliötä laite voi täyttää minuutissa), samoin täytetyn säiliön tyyppi: esimerkiksi Smartfiller Ecoline vaikuttaa joustavuudellaan. Pussien lisäksi se voi täyttää myös pulloja ja säiliöitä. Toisaalta Monofiller Multihead 4 voi täyttää 120 pakkausta minuutissa laitteen useiden päiden ansiosta. Täytettävät materiaalit voivat olla elintarvikkeita, muita korkean viskositeetin tuotteita tai hiukkasmaisia tuotteita. Tyypillisiä ei-elintarvikkeita ovat mm. geelit, shampoot, voiteet, saippuat, hoitoaineet, puhdistusaineet, pehmentimet, autokäyttöön tarkoitetut öljyt sekä liimat. Esimerkkejä klassisista elintarvikkeista, joita järjestelmällä voidaan täyttää, ovat mm. vauvanruoat, dipit, hummus, kastikkeet, maapähkinävoi, hunaja, jogurtti, mehut ja alkoholijuomat. Myös esimerkiksi urheilugeelien valmistajat käyttävät Scaldopackin järjestelmiä. Tällaisia urheilugeelejä nauttivat ennen kaikkea kestävyysurheilijat, joiden on ylläpidettävä korkeaa suoritustehoa ja jotka tarvitsevat kohdennettua nopeaa energialähdettä sekä luotettavaa elektrolyyttien tasapainotusta (kuva 2 a-c).

Itse pakkauskoneidenkin on toimittava korkealla suoritusteholla. Niitä käytetään tavallisesti kellon ympäri seitsemän päivää viikossa. Niin suunnitellut kuin suunnittelemattomatkin huoltokatkot käyvät nopeasti kalliiksi ja niitä täytyy tästä syystä välttää. Jokaisen, joka ostaa tällaisen järjestelmän, on myös ymmärrettävä kokonaiskustannuksia. Hankintahinnan lisäksi huomioon on otettava huoltokustannukset ja tuotantolaatu. Muuttujia, jotka saattaisivat kasvattaa tuotantovirheiden määrää, on vältettävä. Mikä koskee järjestelmää, koskee myös asennettuja komponentteja. Myös käytettävältä moottoriohjausteknologialta vaaditaan korkeaa suorituskykyä (kuva 3 a-c).

Scaldopack käyttää koneissaan sujuvan ja tehokkaan liikkeen mahdollistavia FAULHABER-yrityksen BLDC-moottoreita (kuva 4). Suorat lineaarikäytöt sisäänrakennetuilla Hall-antureilla mahdollistavat jopa 0,1 mm:n asemointitarkkuuden ja jopa 4 g:n kiihtyvyyden. Tämän ansiosta pussit voidaan siirtää nopeasti ja tarkasti paikoilleen sopivaan täyttöasentoon. Tässä ne täytetään oikealla määrällä urheilugeeliä ja suljetaan. Tämän jälkeen ne pinotaan esille lähetystä tai myyntiä varten. Koska tuotantotilojen lattiapinta-ala on usein kallista ja sen käyttö on siksi rajoitettua, käytettävien järjestelmien on vaadittava mahdollisimman vähän tilaa. Kompaktissa koneessa on hyödyllistä, jos moottoriohjausyksikön asennukseen vaadittava tila on minimaalinen. Vaikka sen tilavuus on vain 22 x 22 x 74 mm, sen huipputeho on silti 27 N ja se tarjoaa erinomaisen pitkän aikavälin luotettavuuden. Toisin kuin konventionaalisia paineilmakomponentteja, sitä voidaan käyttää jatkuvasti melkein kolme vuotta ilman huoltoa. Tämä sopii erittäin hyvin laitevalmistajille, jotka haluavat tarjota järjestelmiä, joiden huoltovaatimukset ovat alhaiset.

Kuva 4: FAULHABER-yrityksen BLDC-moottorit sisäänrakennetuilla Hall-antureilla siirtävät pussit nopeasti ja tarkasti haluttuun kohtaan.
 

Moottoriohjainten luotettavuuden lisäksi muita ratkaisevia tekijöitä ovat järjestelmäintegraatio ja koneiden käytettävyys. Asemoinnin säätöön käytetään erittäin dynaamisia MC 3603 -liikeohjaimia (kuva 5). Ohjauksen asetusarvot voidaan asettaa helposti standardisoitujen kommunikointirajapintojen, kuten RS232, EtherCAT ja CAN, kautta, tai moottoriohjain voidaan integroida automaatiojärjestelmään. Käytetyn liikeohjaimen tarjoama CiA402-yhteensopivuus mahdollistaa loppusovelluksessa yksinkertaisen integroinnin täyttöjärjestelmän EtherCAT-ohjausjärjestelmään. Liikeohjain yksinkertaistaa merkittävästi integroinnin lisäksi myös vaadittavia testejä. Tämän ansiosta moottoriohjausjärjestelmät ja koneet voidaan sovittaa toisiinsa optimaalisesti parhaan suorituskyvyn saavuttamiseksi. Näiden käyttö tuo selkeästi esille sen, miten ratkaiseva rooli dynaamisella, tarkalla, kompaktilla, huoltovapaalla ja helposti integroitavalla moottoriohjausteknologialla on automatisoidussa pakkausteollisuudessa.