前言
產(chǎn)品生命周期越來(lái)越短，個(gè)性化趨勢(shì)持續(xù)推進(jìn)，這些正在迫使傳統(tǒng)機(jī)器和生產(chǎn)線達(dá)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(jìn)一步變得復(fù)雜。憑借其新機(jī)器，德國(guó)包裝機(jī)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(shí)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(lái)幾年內(nèi)完成向環(huán)保包裝的轉(zhuǎn)型，”Wolf公司設(shè)計(jì)與工程主管Markus Schmachtel說(shuō)道。自從1988年成立以來(lái)，Wolf公司已交付超過(guò)3000臺(tái)充填包裝機(jī)，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(zhǎng)的職業(yè)生涯時(shí)，他能夠回憶起沿途經(jīng)歷的眾多行業(yè)劇變。“通常，設(shè)計(jì)工程師將會(huì)嘗試通過(guò)機(jī)械方法來(lái)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(jī)械鏈傳動(dòng)的輸送機(jī)構(gòu)相比，包裝機(jī)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(jī)，可輕松實(shí)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(jī)器的封口機(jī)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(guò)這種設(shè)計(jì)，袋子可以以立姿與整個(gè)輸送機(jī)構(gòu)一起向前推送，所有這些都與FFS機(jī)器完全同步。當(dāng)袋子移動(dòng)時(shí)，袋底會(huì)在輸送系統(tǒng)的底板上滑動(dòng)。
平穩(wěn)輸送易受損的環(huán)保包裝
出于營(yíng)銷和環(huán)保的雙重原因，紙張作為包裝材料正在越來(lái)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(huì)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(wèn)題的影響。“您可以通過(guò)在受影響的袋子表面涂上特殊涂層來(lái)最大限度地減少袋子的變形問(wèn)題，”Schmachtel解釋道。“但是，涂層會(huì)隨著時(shí)間的推移而逐漸磨掉，并污染生產(chǎn)環(huán)境。有越來(lái)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(huì)非常喜歡一種幾乎無(wú)磨損的產(chǎn)品輸送解決方案。”
為了應(yīng)對(duì)即將來(lái)臨的挑戰(zhàn)，Wolf決定開(kāi)發(fā)一種新型封口機(jī)。他們對(duì)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(jìn)行了測(cè)試。貝加萊基于長(zhǎng)定子直線電機(jī)的SuperTrak系統(tǒng) – 專為更高性能范圍而設(shè)計(jì)，最終勝出。結(jié)合一臺(tái)或兩臺(tái)FFS機(jī)器和一個(gè)相應(yīng)的定量加料裝置，單頭封口機(jī)的目標(biāo)是每分鐘能夠生產(chǎn)、充填和封合多達(dá)80個(gè)袋子。對(duì)于雙頭封口機(jī)而言，目標(biāo)是每分鐘多達(dá)130袋。
Wolf公司通過(guò)基于貝加萊SuperTrak的柔性電驅(qū)輸送解決方案開(kāi)發(fā)了適合更高性能范圍的封口機(jī)
輕松實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品換型
他們的另一個(gè)目標(biāo)是使機(jī)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?chǎng)需求做出靈活的響應(yīng)，并從各種封口形式中進(jìn)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(jī)器成型、充填和封合的袋子必須移交給封口機(jī)的輸送系統(tǒng)，由該系統(tǒng)將其帶到各個(gè)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(huì)完成頂部成型、壓緊、裁切、密封和折疊，使其形成一個(gè)頂部沒(méi)有任何多余空間的緊湊的袋子。最后，經(jīng)過(guò)折疊的方形袋頂部會(huì)被貼上標(biāo)簽。
獨(dú)立滑塊提供高柔性
與具有固定耦合的鏈驅(qū)動(dòng)輸送機(jī)構(gòu)不同，SuperTrak系統(tǒng)將袋子放在料盒中進(jìn)行輸送，料盒安裝在獨(dú)立控制的滑塊上。這樣就可以使滑塊通過(guò)封口機(jī)的加工工位而與其離開(kāi)FFS機(jī)器的速度無(wú)關(guān)。
封口機(jī)的輸送系統(tǒng)將每個(gè)袋子單獨(dú)輸送到加工工位
“由于袋子是放在料盒中進(jìn)行傳輸，因此袋子底部不會(huì)產(chǎn)生剪切力，”Schmachtel解釋道。“每個(gè)滑塊都可以單獨(dú)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(yùn)動(dòng)曲線，實(shí)現(xiàn)比以往更高效、平穩(wěn)的生產(chǎn)。”
滑塊還可以反向運(yùn)動(dòng)。Wolf的設(shè)計(jì)師利用該選項(xiàng)將振動(dòng)運(yùn)動(dòng)合并到封口機(jī)的運(yùn)動(dòng)曲線中。“這樣就無(wú)需使用單獨(dú)工位對(duì)袋子進(jìn)行振動(dòng)，以便壓實(shí)松散的材料。節(jié)省下來(lái)的空間可另作他用。振動(dòng)過(guò)程不再必須在特定時(shí)間范圍內(nèi)完成，因此實(shí)施起來(lái)更平穩(wěn)、更有效。用戶還可以為不同產(chǎn)品變體實(shí)施具有定制化振動(dòng)功能的不同運(yùn)動(dòng)曲線。”
提高生產(chǎn)率
得益于可自由編程的運(yùn)動(dòng)曲線，設(shè)計(jì)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(guò)或添加工位。有一種利用該優(yōu)勢(shì)的方式是使時(shí)間緊迫的工位數(shù)量翻倍，以便提高單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量。你可以輕松地做到這一點(diǎn)，無(wú)需每隔一個(gè)工位就使用兩個(gè)固定鏈條輸送系統(tǒng)。
得益于可自由編程的運(yùn)動(dòng)曲線，設(shè)計(jì)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(guò)或添加工位。
可編程的運(yùn)動(dòng)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(fèi)力，僅需添加或跳過(guò)某些袋子的加工步驟即可。這使基于SuperTrak的封口機(jī)成為Wolf柔性FFS機(jī)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(bǔ)充道。它還易于集成到用戶的生產(chǎn)線中，而且可定制的運(yùn)動(dòng)曲線為我們?cè)诜胖肍FS機(jī)器或包裝機(jī)的中轉(zhuǎn)工位方面提供了更大自由。整個(gè)系統(tǒng)的布置確實(shí)很容易適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)情況。”在設(shè)計(jì)機(jī)器布置方面，高速SuperTrak系統(tǒng)導(dǎo)軌的模塊化設(shè)計(jì)為機(jī)器制造商提供了更多自由度。“我們可以輕松地加長(zhǎng)或縮短封口機(jī)，并根據(jù)需要調(diào)整滑塊數(shù)量，”Schmachtel說(shuō)道。“能夠靈活地改變運(yùn)動(dòng)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(jī)器中，一個(gè)簡(jiǎn)單的橢圓形SuperTrak由兩個(gè)180°曲線段和六個(gè)直線段組成，每段長(zhǎng)一米，這足以滿足規(guī)格要求。這很大程度上是因?yàn)镾uperTrak的曲線段也可以用來(lái)進(jìn)行加工。Wolf甚至計(jì)劃在未來(lái)預(yù)留足夠的空間來(lái)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(jì)和任何未來(lái)的擴(kuò)展是否能夠滿足目標(biāo)循環(huán)時(shí)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(jìn)行不必要的投資，最大程度地降低開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，”Schmachtel解釋道。系統(tǒng)的高功率效率還降低了運(yùn)營(yíng)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(dòng)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(dòng)所需的功率更少。制動(dòng)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(dòng)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(dòng)所需的功率更少。
Wolf設(shè)計(jì)與工程主管 Markus Schmachtel
“每個(gè)滑塊都可以單獨(dú)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(yùn)動(dòng)曲線，實(shí)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(yuǎn)不止于此，它為Wolf提供了未來(lái)創(chuàng)新的空間，正如Schmachtel欣喜地指出：“我們才剛剛開(kāi)始探索SuperTrak的可能性。例如，將有可能用兩個(gè)滑塊抓住袋子，并當(dāng)袋子在兩個(gè)工位間移動(dòng)時(shí)將其打開(kāi)，或者組合滑塊以增加載重。類似的事情為設(shè)計(jì)具有突破性的新型充填包裝機(jī)開(kāi)啟了令人興奮的全新可能。”
關(guān)于SuperTrak
SuperTrak是專為在嚴(yán)苛工業(yè)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)24/7操作而設(shè)計(jì)。它運(yùn)行可靠、安全，支持高負(fù)載。當(dāng)在同一條生產(chǎn)線上生產(chǎn)多種產(chǎn)品時(shí)，SuperTrak還可以優(yōu)化換型時(shí)間。一旦操作員選擇不同選項(xiàng)，輸送系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)調(diào)整產(chǎn)品流。滑塊可輕松更換，無(wú)需拆卸軌道。這將導(dǎo)致非常短的平均修復(fù)時(shí)間，并提高整個(gè)工廠的生產(chǎn)率。