前言
產(chǎn)品生命周期越來越短，個性化趨勢持續(xù)推進，這些正在迫使傳統(tǒng)機器和生產(chǎn)線達到其極限。由于需要適應(yīng)新的包裝類型和材料，因此事情將進一步變得復(fù)雜。憑借其新機器，德國包裝機械制造商Wolf展現(xiàn)了他們是如何利用貝加萊技術(shù)，以柔性、平穩(wěn)的處理方式實現(xiàn)產(chǎn)品在生產(chǎn)線上的輸送。
“包裝行業(yè)內(nèi)主要的零售連鎖企業(yè)和全球參與者都意在未來幾年內(nèi)完成向環(huán)保包裝的轉(zhuǎn)型，”Wolf公司設(shè)計與工程主管Markus Schmachtel說道。自從1988年成立以來，Wolf公司已交付超過3000臺充填包裝機，尤其在食品行業(yè)內(nèi)聲名鵲起。當(dāng)Schmachtel回顧自己在包裝技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)漫長的職業(yè)生涯時，他能夠回憶起沿途經(jīng)歷的眾多行業(yè)劇變。“通常，設(shè)計工程師將會嘗試通過機械方法來解決新的需求。然而，隨著包裝類型和材料種類多樣性的不斷增加，與目前普遍使用的純機械鏈傳動的輸送機構(gòu)相比，包裝機械迫切需要在產(chǎn)品輸送上更具柔性和平穩(wěn)性的輸送解決方案。”
Wolf提供立式成型-充填-封合（FFS）包裝機，可輕松實現(xiàn)在所有常用袋型之間的轉(zhuǎn)換，包括平袋、角撐袋以及帶密封邊的直立袋。目前，連接到FFS機器的封口機已使用鏈條輸送產(chǎn)品，它具有可容納袋子的推送附屬裝置。通過這種設(shè)計，袋子可以以立姿與整個輸送機構(gòu)一起向前推送，所有這些都與FFS機器完全同步。當(dāng)袋子移動時，袋底會在輸送系統(tǒng)的底板上滑動。
平穩(wěn)輸送易受損的環(huán)保包裝
出于營銷和環(huán)保的雙重原因，紙張作為包裝材料正在越來越受到歡迎。但是，尤其是在較高的輸送速度下，紙袋底部可能會承受太大壓力，亦或者紙袋本身可能由于剪切力而變形。 粗紙和硬紙類型特別容易受到這些問題的影響。“您可以通過在受影響的袋子表面涂上特殊涂層來最大限度地減少袋子的變形問題，”Schmachtel解釋道。“但是，涂層會隨著時間的推移而逐漸磨掉，并污染生產(chǎn)環(huán)境。有越來越多的公司甚至禁止在其生產(chǎn)車間內(nèi)使用此類涂層，因此，我們的客戶必定會非常喜歡一種幾乎無磨損的產(chǎn)品輸送解決方案。”
為了應(yīng)對即將來臨的挑戰(zhàn)，Wolf決定開發(fā)一種新型封口機。他們對各種柔性電驅(qū)輸送系統(tǒng)在載重、滑塊處理和供應(yīng)商支持方面進行了測試。貝加萊基于長定子直線電機的SuperTrak系統(tǒng) – 專為更高性能范圍而設(shè)計，最終勝出。結(jié)合一臺或兩臺FFS機器和一個相應(yīng)的定量加料裝置，單頭封口機的目標(biāo)是每分鐘能夠生產(chǎn)、充填和封合多達80個袋子。對于雙頭封口機而言，目標(biāo)是每分鐘多達130袋。
Wolf公司通過基于貝加萊SuperTrak的柔性電驅(qū)輸送解決方案開發(fā)了適合更高性能范圍的封口機
輕松實現(xiàn)產(chǎn)品換型
他們的另一個目標(biāo)是使機器能夠在產(chǎn)品換型方面處理各種袋型、材料和封口形式。這將使工廠操作員能夠?qū)κ袌鲂枨笞龀鲮`活的響應(yīng)，并從各種封口形式中進行選擇，例如標(biāo)簽封口、屋頂包封口、搭扣或夾子封口。為此，已由FFS機器成型、充填和封合的袋子必須移交給封口機的輸送系統(tǒng)，由該系統(tǒng)將其帶到各個加工工位。如果是帶有標(biāo)簽封口的方底袋，那么這些工位將會完成頂部成型、壓緊、裁切、密封和折疊，使其形成一個頂部沒有任何多余空間的緊湊的袋子。最后，經(jīng)過折疊的方形袋頂部會被貼上標(biāo)簽。
獨立滑塊提供高柔性
與具有固定耦合的鏈驅(qū)動輸送機構(gòu)不同，SuperTrak系統(tǒng)將袋子放在料盒中進行輸送，料盒安裝在獨立控制的滑塊上。這樣就可以使滑塊通過封口機的加工工位而與其離開FFS機器的速度無關(guān)。
封口機的輸送系統(tǒng)將每個袋子單獨輸送到加工工位
“由于袋子是放在料盒中進行傳輸，因此袋子底部不會產(chǎn)生剪切力，”Schmachtel解釋道。“每個滑塊都可以單獨編程和控制。這使我們能夠根據(jù)不同的包裝類型和內(nèi)容調(diào)整運動曲線，實現(xiàn)比以往更高效、平穩(wěn)的生產(chǎn)。”
滑塊還可以反向運動。Wolf的設(shè)計師利用該選項將振動運動合并到封口機的運動曲線中。“這樣就無需使用單獨工位對袋子進行振動，以便壓實松散的材料。節(jié)省下來的空間可另作他用。振動過程不再必須在特定時間范圍內(nèi)完成，因此實施起來更平穩(wěn)、更有效。用戶還可以為不同產(chǎn)品變體實施具有定制化振動功能的不同運動曲線。”
提高生產(chǎn)率
得益于可自由編程的運動曲線，設(shè)計人員在如何布置加工工位方面擁有更大自由度，而且可以根據(jù)需要跳過或添加工位。有一種利用該優(yōu)勢的方式是使時間緊迫的工位數(shù)量翻倍，以便提高單位時間內(nèi)的產(chǎn)量。你可以輕松地做到這一點，無需每隔一個工位就使用兩個固定鏈條輸送系統(tǒng)。
得益于可自由編程的運動曲線，設(shè)計人員在如何布置加工工位方面擁有更大自由度，而且可以根據(jù)需要跳過或添加工位。
可編程的運動曲線還允許在同一條生產(chǎn)線上處理多種包裝類型或材料，且毫不費力，僅需添加或跳過某些袋子的加工步驟即可。這使基于SuperTrak的封口機成為Wolf柔性FFS機器的理想的配套選擇：“SuperTrak有助于提高生產(chǎn)率，或以盡可能小的附加成本生產(chǎn)產(chǎn)品變體，”Schmachtel補充道。它還易于集成到用戶的生產(chǎn)線中，而且可定制的運動曲線為我們在放置FFS機器或包裝機的中轉(zhuǎn)工位方面提供了更大自由。整個系統(tǒng)的布置確實很容易適應(yīng)現(xiàn)場情況。”在設(shè)計機器布置方面，高速SuperTrak系統(tǒng)導(dǎo)軌的模塊化設(shè)計為機器制造商提供了更多自由度。“我們可以輕松地加長或縮短封口機，并根據(jù)需要調(diào)整滑塊數(shù)量，”Schmachtel說道。“能夠靈活地改變運動整體方向使它很容易適應(yīng)新要求。”
具有許多自由度的系統(tǒng)布置
在Wolf制造的第一代機器中，一個簡單的橢圓形SuperTrak由兩個180°曲線段和六個直線段組成，每段長一米，這足以滿足規(guī)格要求。這很大程度上是因為SuperTrak的曲線段也可以用來進行加工。Wolf甚至計劃在未來預(yù)留足夠的空間來容納更多工位 – 即使處于系統(tǒng)生命周期的后期亦如此。
“貝加萊的仿真工具使我們能夠提前檢查當(dāng)前的設(shè)計和任何未來的擴展是否能夠滿足目標(biāo)循環(huán)時間。我們能夠確定處理相應(yīng)袋型的滑塊和并行加工工位的正確數(shù)量。因此，我們可以避免進行不必要的投資，最大程度地降低開發(fā)風(fēng)險，”Schmachtel解釋道。系統(tǒng)的高功率效率還降低了運營成本。在SuperTrak解決方案中，只有滑塊和裝袋子的料盒是需要移動的。與永久耦合的輸送系統(tǒng)相比，它的重量要輕得多，這意味著加速和制動所需的功率更少。制動能還能回收用于滑塊加速。
在SuperTrak解決方案中，只有滑塊和裝袋子的料盒是需要移動的。與傳統(tǒng)鏈?zhǔn)捷斔拖到y(tǒng)相比，它的重量要輕得多，這意味著加速和制動所需的功率更少。
Wolf設(shè)計與工程主管 Markus Schmachtel
“每個滑塊都可以單獨編程和控制。這使我們能夠根據(jù)不同的包裝類型和內(nèi)容調(diào)整運動曲線，實現(xiàn)比以往更高效、平穩(wěn)的生產(chǎn)。”
創(chuàng)新的沃土
新輸送解決方案的潛力還遠不止于此，它為Wolf提供了未來創(chuàng)新的空間，正如Schmachtel欣喜地指出：“我們才剛剛開始探索SuperTrak的可能性。例如，將有可能用兩個滑塊抓住袋子，并當(dāng)袋子在兩個工位間移動時將其打開，或者組合滑塊以增加載重。類似的事情為設(shè)計具有突破性的新型充填包裝機開啟了令人興奮的全新可能。”
關(guān)于SuperTrak
SuperTrak是專為在嚴苛工業(yè)環(huán)境中實現(xiàn)24/7操作而設(shè)計。它運行可靠、安全，支持高負載。當(dāng)在同一條生產(chǎn)線上生產(chǎn)多種產(chǎn)品時，SuperTrak還可以優(yōu)化換型時間。一旦操作員選擇不同選項，輸送系統(tǒng)就會自動調(diào)整產(chǎn)品流。滑塊可輕松更換，無需拆卸軌道。這將導(dǎo)致非常短的平均修復(fù)時間，并提高整個工廠的生產(chǎn)率。