Macchina per sacchetti di pellicola
Borse per la spesa, borse con manici tranciati, borse per camicie, sacchetti per il pane o sacchetti per rifiuti. Sono solo alcuni esempi di ciò che può essere prodotto con una macchina per sacchetti di pellicola. Gli specialisti di engineering di Baumüller sono stati incaricati dall'azienda costruttrice di macchine, Lemo, di Niederkassel, di progettare una nuova macchina per sacchetti di pellicola, a costi ottimizzati, efficiente e promettente per il futuro e con una struttura modulare che consente al produttore la massima flessibilità e una rapida messa in funzione nel processo di produzione. In tal modo, il gestore della macchina non dovrebbe più acquistare i necessari moduli della macchina a seconda del prodotto finale da realizzare. Allo stesso tempo, la nuova macchina dovrebbe anche permettere una sufficiente gestione delle varie versioni per gli ordini futuri e raggiungere una maggiore produttività.
La macchina per sacchetti di pellicola è stata automatizzata dagli specialisti di engineering di Baumüller ed equipaggiata, dall'unità di controllo all'azionamento, con un sistema completo di Baumüller
Ormai è impossibile immaginare un settore senza l'impiego di borse e sacchetti di plastica. Che si tratti di cibo o di spedizioni, di articoli per l'igiene o di smaltimento, quando si tratta di trasporto o di imballaggio esterno, non c'è modo di aggirare le merci prodotte in massa. LEMO Maschinenbau GmbH di Niederkassel è una delle aziende leader del mercato mondiale in questo campo con i suoi sistemi economici e innovativi per la produzione di imballaggi in pellicola flessibile.
Baumüller, l'azienda di Norimberga specializzata nei sistemi di azionamento e automazione, fornisce già da diversi anni a LEMO vari componenti e moduli. La decisione sia di far progettare la nuova macchina per sacchetti di pellicola da specialisti di engineering di Baumüller e di automatizzarla completamente con i sistemi Baumüller, aveva diversi motivi. Baumüller è da diversi anni un affidabile partner commerciale di LEMO ma spicca anche per la sua pluriennale competenza interdisciplinare nell'engineering e per numerose soluzioni complete realizzate su misura.
Maggiore efficienza grazie a una soluzione globale intelligente
La richiesta di LEMO di una maggiore modularità e una cadenza più elevata è stata soddisfatta dagli specialisti Baumüller mediante un nuovo concetto di automazione. Tra le altre cose, è stata scelta un'architettura di azionamento e controllo moderna e snella. Cioè con un sistema con fieldbus coerente, un numero minimo di dispositivi e una struttura di controllo ridotta. Sono stati ottimizzati gli armadi elettrici e per il software è stata scelta una struttura di comunicazione a prova di futuro.
L'armadio elettrico, progettato e realizzato da Baumüller, alloggia anche il sistema di controllo con la serie modulare di servo-convertitori b maXX 5000
La nuova macchina per sacchetti di pellicola si basa su un pacchetto completo di azionamento e automazione di Baumüller, con sistema di controllo, sistema di visualizzazione macchina, armadio elettrico, convertitori b maXX e vari motori. Grazie al concetto perfettamente sintonizzato della macchina e all'impiego di EtherCAT come sistema con fieldbus coerente, si può aumentare la cadenza del numero di cicli. Con tutto ciò, la qualità della produzione rimane uniforme e ottimale.
Ciò ha migliorato l'efficienza economica. Grazie a questo concetto e alla standardizzazione delle varianti tramite una modularizzazione intelligente, si è potuto inoltre raggiungere una produttività più del 10 % superiore a quella di macchine analoghe.
“Grazie al vasto know-how del sistema da parte degli specialisti Baumüller, la nuova macchina per sacchetti di pellicola consente al costruttore e al gestore della macchina una flessibilità assoluta ed ha un ottimo rapporto prezzo-qualità”, sottolinea Willi Fenninger, amministratore delegato e titolare di LEMO. Il comproprietario e amministratore delegato di LEMO Bernd Schlarp aggiunge “in tal modo i nostri clienti ricevono un sistema di produzione a prova di futuro ed economico che spicca per ottima qualità, tecnologia d'avanguardia, efficienza energetica e massima velocità di produzione.”
Industry 4.0: modularità standardizzata e sistema di visualizzazione macchina con accesso al web
È superfluo puntualizzare che la nuova macchina per sacchetti di pellicola è “Industry 4.0 ready”. Grazie alla struttura modulare della nuova macchina, è possibile cambiare senza problemi tra diversi formati, come borse per la spesa, borse per le camicie, sacchetti per il pane o sacchetti per rifiuti. Nella configurazione minima, la macchina di base ha sei azionamenti e si può personalizzare mediante varie espansioni a seconda che il gestore della macchina abbia ad esempio bisogno dei moduli per la saldatura sagomata e la catena di impilaggio. Se sono installati più moduli di quanti ne servano per l'attuale processo di produzione, gli slave opzionali del controllo aiutano a disattivare temporaneamente questi moduli. Quindi, la macchina per sacchetti di pellicola può essere ordinata dal gestore in diverse varianti, nonostante la standardizzazione.
Equipaggiati per il futuro e con allestimento Industry 4.0 sono anche il comando e il monitoraggio della nuova macchina. Il sistema di visualizzazione della macchina con accesso al web consente l'accesso tramite terminali mobili.
Affinché l'azienda costruttrice possa accedere alla produzione di serie velocemente e senza errori e non perda tempo in seguito in caso di assistenza, Baumüller ha previsto la configurazione automatica del software. Il concetto di produzione e assistenza è quindi un altro modulo per il miglioramento dell'efficienza per quanto riguarda Industry 4.0.
Automazione completa: Hardware e software made by Baumüller
I servomotori DSC1 compatti e ad alta coppia spiccano per la coppia superiore e la drastica riduzione dell'ingombroLa macchina per sacchetti di pellicola è composta da varie postazioni. Comincia con lo svolgimento e la piegatura della pellicola con cui il telo originariamente monostrato del rotolo viene teso a due strati. Continua con la saldatura sagomata con cui vengono saldati ad esempio i manici. La barra di saldatura dona alle pellicole a due strati la forma di vero e proprio sacchetto mediante saldatura di separazione. I sacchetti staccati vengono poi trasportati oltre a pacchetti dall'elica e depositati sulla catena di impilaggio.
Nell'armadio elettrico, progettato e realizzato da Baumüller, trova posto il sistema di controllo con la serie modulare di servo-convertitori b maXX 5000, un PC industriale b maXX PCC-04 e un b maXX-safePLC. Il b maXX-safePLC è la combinazione tra sistema di controllo e funzioni di controllo standard in un solo dispositivo.
La macchina viene comandata mediante un monitor touchscreen da 17'' fissato a un braccio portante mobile. Per il sistema di visualizzazione della macchina con accesso al web basta un browser standard. Vengono così risparmiati i costi di licenza supplementari mentre un'app Baumüller consente l'accesso remoto tramite terminali con accesso al web come ad es. tablet o smartphone.
Una ulteriore caratteristica della macchina sono le varie modalità operative, anch'esse selezionabili dal sistema di visualizzazione. Per consentire ad es. attività di assistenza, si può commutare, mediante transponder e il sistema di visualizzazione della macchina, a max. quattro singole modalità operative, ognuna con diversi diritti d'uso.
L'intera macchina per sacchetti di pellicola è equipaggiata con motori Baumüller. Nelle due postazioni di saldatura, nella catena di impilaggio e nell'elica vengono impiegati motori DSC1. I compatti servomotori DSC1 ad alta coppia spiccano per la coppia superiore nonostante la drastica riduzione dell'ingombro. Le due postazioni di avanzamento con regolazione del registro sono azionate da servomotori DSD2 dato che in questo punto si richiede una frenatura estremamente dinamica e l'accelerazione del motore interessato. I motori della serie DSD2 spiccano per la loro elevata dinamica e per l'ottima qualità start-stop. Come terzo tipo di motore è stato integrato un motore sincrono trifase con elettronica incorporata. L'intelligente azionamento DSDI ha una forma molto corta e supporta il design modulare della macchina non dovendo essere collegato a un convertitore a parte.
Con i suoi moduli tecnologici, specifici per ogni applicazione, usati per il controllo del registro e del ballerino, Baumüller fornisce anche funzioni di base complete per la macchina riducendo al minimo il dispendio di programmazione da parte del produttore della macchina. I moduli tecnologici dei sistemi di controllo vengono acquistati con la relativa licenza runtime. Essi possono essere configurati sia per singoli movimenti che per processi complessi.
Il concetto di produzione e assistenza automatizza la configurazione del software
Con il suo concetto di produzione e assistenza, Baumüller consente la configurazione automatica veloce di dispositivi, moduli e macchine intere senza dover programmare nulla.
Il rilevamento del contrassegno è una delle funzioni preimpostate già configurate nel controllo della macchina risparmiando all'addetto alla macchina il compito della programmazione.
Quando una macchina va in serie, il produttore ha così la possibilità di automatizzare l'intera configurazione del software. Esattamente come in caso di assistenza, in cui un dispositivo deve essere sostituito, automatizzato e configurato in base alle esigenze della macchina. Con questo concetto è anche possibile aggiornare rapidamente e senza errori il software di tutte le macchine di un certo tipo, impiegate ad esempio su scala mondiale in tutti e cinque i continenti.
Il controllo superiore rileva tramite comunicazione fieldbus tutti gli utenti del sistema e li inserisce nella configurazione del progetto di controllo. Dopo l'inizializzazione del sistema, dipendente anche dai modelli macchina attivati o disattivati nel sistema di visualizzazione, il sistema di azionamento e controllo è pronto a funzionare.
Un grande punto a favore del concetto Baumüller è la possibilità di ricorrere alla programmazione automatica, anche in caso di varianti della macchina. A tale scopo, nel sistema viene impostato l'ampliamento massimo della serie di macchine. Questa soluzione è a tutto vantaggio dei produttori e dei gestori delle macchine sia in caso di assistenza degli impianti in funzione che nella messa in funzione di nuove macchine.
Conclusione
Il pluriennale know-how degli specialisti di engineering, insieme all'automazione completa a livello hardware e software, e tutto ciò da Baumüller e da una sola fonte, hanno consentito all'azienda costruttrice di macchine LEMO di realizzare, con la sua nuova macchina per sacchetti di pellicola, un concetto macchina coerente con un'architettura di azionamento e controllo semplificata. La standardizzazione delle varianti con una modularizzazione intelligente ha inoltre ridotto il time-to-market.
La richiesta dell'azienda costruttrice di macchine LEMO era di progettare una macchina economica per sacchetti di pellicola in cui l'intera tecnologia di servo-azionamento ivi compresi i motori e l'elettronica provenisse dallo stesso produttore. “Ciò risulta vantaggioso sia nella messa in funzione che in caso di assistenza”, spiega il signor Fenninger. E quindi Baumüller fornisce il know-how dell'automazione, il software e l'hardware e un concetto di produzione e assistenza per la nuova macchina per sacchetti di pellicola. Con un solo referente e una buona gestione del progetto per la macchina e la costruzione del prototipo, è stato possibile presentare la macchina al cliente entro un breve periodo di sviluppo ottimizzata per il futuro e per Industry 4.0.
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