Maximale performance voor het vullen van pakjes

De aandrijftechniek van FAULHABER zorgt voor hoge dynamiek, nauwkeurigheid en optimale beschikbaarheid in de bijzonder krappe inbouwruimtes van de verpakkingsmachines van Scaldopack.

  www.faulhaber.com

Verpakkingsmachines moeten snel werken. De producten moeten in zo kort mogelijke cycli worden afgevuld, perfect geseald en voorbereid voor verzending. In de levensmiddelenindustrie gelden bovendien strenge hygiënevereisten. En een lage Total Cost of Ownership vraagt om minimaal onderhoud en onverwachte stilstand. Al deze vereisten gelden niet alleen voor de machine, maar ook voor alle gebruikte componenten – inclusief de aandrijftechniek. Dit artikel bespreekt vulmachines voor verschillende verpakkingen, voor producten met een hoge viscositeit (food en non-food) en producten met een onregelmatige structuur.

Het Belgische Scaldopack ontwikkelt, produceert en onderhoudt geavanceerde machines voor het vullen en afsluiten van pakken, zakken en buidels, al dan niet met plaatsing van een tuit of spuitmond. Het bedrijf hecht hierbij veel waarde aan een extreem hoge kwaliteit van de productie van zijn machines, met lage foutpercentages en stabiele productiesnelheden. Bovendien moeten de machines optimaal beschikbaar zijn. Ook flexibiliteit is belangrijk: de systemen kunnen tussen batches snel worden omgesteld. Afhankelijk van het systeem en de toepassing kost een wissel hoogstens een paar uur, soms zelfs minder dan 30 minuten. Bovendien zijn alle systemen zo ontworpen dat onderhoud zelden nodig is, en snel kan worden uitgevoerd. Ook dit draagt bij aan de lage Total Cost of Ownership.

Vullen van food en non-food
Scaldopack biedt verschillende systemen voor het afvullen van zakken, met diverse vulmachines en tuitinvoermachines, die de sluitingen in de verpakkingen plaatsen (afb. 1). De vulmachines hebben verschillende doorvoersnelheden en werken voor verschillende soorten verpakkingen. De Smartfiller Ecoline is bijvoorbeeld bijzonder flexibel en vult niet alleen zakken, maar ook flessen en andere soorten verpakkingen. De Monifiller Multihead 4 kan met meerdere koppen 120 verpakkingen per minuut verwerken, zowel food als non-food met een vergelijkbare hoge viscositeit. Ook producten met een onregelmatige structuur zijn geen probleem. Typische non-food producten zijn gel, shampoo, lotion, zeep, conditioner, reinigingsmiddelen, weekmakers, automotive olie en kleefstoffen. Bij levensmiddelen werken de machines voor het afvullen van babyvoeding, sauzen, hummus, pindakaas, honing, yoghurt, sappen en alcoholische dranken. Fabrikanten van sportgels gebruiken bijvoorbeeld systemen van Scaldopack. Atleten gebruiken dit soort gels voor gerichte snelle energie en elektrolyten, om zo op hoog niveau te kunnen presteren (afb. 2 a-c).

Net als de atleten moeten ook de verpakkingsmachines topprestaties leveren. Ze werken vaak 24 uur per dag, en onderbrekingen voor gepland of onverwacht onderhoud zijn duur en ongewenst. Fabrikanten letten bij de aanschaf ook altijd scherp op de totale kosten gedurende de levensduur: de aanschafkosten, het onderhoud, de productiekwaliteit en de betrouwbaarheid om productiefouten te vermijden. En de eisen die aan de machine worden gesteld, gelden net zo goed voor de componenten: ook de gebruikte aandrijftechniek moet uitstekend presteren (afb. 3 a-c).

Om de machines soepel en efficiënt te laten draaien, gebruikt Scaldopack BLDC-motoren van FAULHABER (afb. 4). De directe lineaire aandrijvingen met ingebouwde Hall-sensoren ondersteunen een positioneringsnauwkeurigheid tot 0,1 mm en een versnelling tot 4 g. Hierdoor kunnen de zakken snel en nauwkeurig naar de juiste vulpositie worden verplaatst. Hier worden ze afgevuld met de juiste hoeveelheid sportgel en geseald, waarna ze in displays gestapeld worden voor verzending of verkoop. Omdat het vloeroppervlak in productiefaciliteiten vaak duur en daardoor beperkt is, moeten de systemen zo min mogelijk ruimte innemen, en is er dus ook weinig inbouwruimte voor de componenten. Met slechts 22 x 22 x 74 mm leveren de aandrijvingen een piekkracht van 27 N, en een uitzonderlijke betrouwbaarheid op de lange termijn. In tegenstelling tot gangbare pneumatische componenten is drie jaar continubedrijf zonder onderhoud geen probleem. Dit sluit goed aan op de behoefte van machinebouwers om onderhoudsarme apparatuur te leveren.

Naast de betrouwbaarheid van de aandrijvingen spelen ook de systeemintegratie en besturingstechniek van de machines een doorslaggevende rol. De bijzonder dynamische Motion Controllers MC 3603 (afb. 5) sturen de positionering aan. Met standaard interfaces als RS232, EtherCAT of CAT is het eenvoudig om setpoints in te stellen, maar de aandrijvingen kunnen ook worden opgenomen in het automatiseringssysteem. In de huidige toepassing ondersteunt de CiA402-compatibiliteit van de motion controller een eenvoudige integratie in het EtherCAT-besturingssysteem van de vulinstallatie. De motion controller vereenvoudigt niet alleen de integratie, maar ook de benodigde tests. Zo kunnen aandrijftechniek en machines optimaal op elkaar worden afgestemd om ook optimaal te presteren. Deze toepassing onderstreept de belangrijke rol van dynamische en nauwkeurige aandrijftechniek in een klein formaat: eenvoudig te integreren, onderhoudsvriendelijk en onmisbaar voor de geautomatiseerde verpakkingsindustrie.