Tecnología de accionamiento perfectamente diseñada
13. Diciembre 2021
Diseñe procesos de llenado y sellado de forma flexible y dinámica. Los motores lineales permiten diseñar procesos de llenado, sellado y envasado con mucha más dinamismo, precisión y, sobre todo, flexibilidad que con cilindros neumáticos.
Desde que Chocolat Frey AG amplió recientemente la producción de sus codiciadas Napolitains, el mayor fabricante de chocolate suizo se beneficia ahora también de las ventajas de la tecnología avanzada y produce una amplia variedad de sus pequeñas tabletas de chocolate con una calidad, fiabilidad de proceso y productividad aún mayores.
Manfred Leuenberger, director técnico de la división de confitería de Chocolat Frey AG, siempre está muy atento a las últimas tecnologías. Las posibilidades de mejorar y aumentar la flexibilidad de la producción gracias a las soluciones de motores lineales de LinMot inspiran a este mecánico industrial de formación. (Foto: Roßmann)
Cuando Manfred Leuenberger de la Chocolate Frey AG Cuando la empresa invita a los visitantes a recorrer su última ampliación de producción, el aroma a chocolate fresco los envuelve nada más cruzar la entrada a las naves de producción de la tradicional empresa suiza, que da a un pasillo completamente acristalado.
No es de extrañar, ya que el pasaje atraviesa la zona donde se prepara la masa de chocolate crudo para los aproximadamente 2.500 productos del chocolatero y se almacena temporalmente en tanques para su posterior procesamiento, como explica el director técnico del departamento de confitería.
Pero antes de que el visitante pueda inspeccionar la última incorporación a la maquinaria —una planta de última generación para la producción de pequeñas tabletas de chocolate, las llamadas Napolitains—, se dirige al vestuario para ponerse la ropa de higiene.
A continuación, tras bajar unos pocos escalones, el visitante se encuentra ante las nuevas instalaciones, que resultan tan fascinantes como los productos que se fabrican en ellas.
La capacidad de producción de napolitanos aumentó cinco veces.
La puesta en marcha de la nueva planta se produjo en 2013, cuando se hizo evidente el gran éxito de los pequeños cuadrados de chocolate y dos líneas de producción más antiguas, construidas en 1988 y 1990 respectivamente, que todavía están en funcionamiento hoy en día, ya se utilizaban a pleno rendimiento para la producción de deliciosos bombones napolitanos.
Los moldes se elevan ligeramente hacia las boquillas de vertido fijas para evitar salpicaduras y burbujas de aire no deseadas. (Foto: Rossmann)
Debido a la gran demanda, las especificaciones de la planta de fundición incluían como requisito fundamental una capacidad de producción significativamente mayor que la de las plantas existentes. Mientras que estas últimas podían producir un máximo de 400 kg de Napolitains, rellenos o vacíos, por hora, la nueva planta debía procesar hasta 2 toneladas, o aproximadamente 6.000 tabletas, en el mismo tiempo.
El fabricante de la maquinaria, responsable también de las líneas de producción más antiguas, cumplió con estos requisitos mediante el uso de tecnología de vanguardia. Un componente clave es un motor lineal de LinMot, cuya función es elevar los moldes de plástico de aproximadamente 850 x 380 mm, con cavidades para 225 tabletas (25 x 9 mm), desde la cinta transportadora hacia las boquillas de fundición fijas en la unidad de fundición.
Vertido sin inclusiones ni salpicaduras.
“Cuando el chocolate líquido se introduce en el molde a través del sistema de vertido, este se eleva de manera que la distancia entre el nivel de llenado y las boquillas de vertido sea lo más pequeña posible”, explica Leuenberger.
"De esta forma evitamos burbujas de aire o salpicaduras." En las líneas más antiguas, un cilindro neumático eleva los moldes. Pero incluso una primera mirada a este proceso revela una debilidad de los cilindros accionados por aire comprimido:
El movimiento es brusco y el molde vuelve a caer sobre los rieles de transporte de forma bastante abrupta al descender. Sin embargo, con el motor lineal, toda la secuencia de movimiento es más suave, a pesar de la mayor dinámica que requiere la nueva máquina, protegiendo así tanto la mecánica como el producto. Una ventaja menos obvia, pero no por ello menos significativa, de la tecnología de accionamiento directo eléctrico para el usuario final es:
«Gracias a su sistema de medición integrado, el motor lineal permite un posicionamiento del molde mucho más preciso, de modo que sabemos exactamente dónde se encuentra en cada momento», explica Manfred Leuenberger. Esto posibilita mantener la distancia óptima entre el nivel de llenado y el molde con una precisión de décimas de milímetro en todo momento.
Cada vez más populares entre los consumidores: pequeños cuadraditos de chocolate para disfrutar con el café o como tentempié. (Foto: Chocolat Frey)
Los perfiles de movimiento personalizados protegen tanto el producto como el mecanismo.
Además, se pueden implementar fácilmente diferentes perfiles de proceso, adaptados con precisión a las necesidades específicas del producto o del proceso de llenado. «Esto no es posible con la neumática, pero supone una gran ventaja, sobre todo con productos llenos, ya que nos permite optimizar la distribución de la masa de chocolate en el molde, aumentar la fiabilidad del proceso y tener mayor libertad en el diseño del proceso de fabricación», añade el técnico de Chocolat Frey AG.
Además, la posibilidad de ajustar individualmente los perfiles de desplazamiento permite minimizar la tensión en los productos y la mecánica durante el proceso de producción. Asimismo, gracias a la incorporación de un accionamiento eléctrico directo, es posible alternar entre diferentes perfiles con solo pulsar un botón. Por consiguiente, los cambios de producto son mucho más rápidos.
Motor lineal de alto rendimiento de LinMot
Los diseñadores de la máquina de fundición optaron por el uso de un [material/tipo] tubular en este caso. Motores lineales de la serie P10-70 LinMot optó por una carrera de 90 mm: un estator con codificador PS10-70x160U-BL-QJ y rotor PL10-28×390/340, así como una brida de montaje a juego, que también sirve como disipador de calor.
Dado que el motor está instalado fuera de la zona higiénica, no cuenta con una clase de protección superior. No obstante, LinMot también ofrece versiones de acero inoxidable (INOX) y ATEX para aplicaciones más exigentes.
El fabricante de la máquina eligió la serie P10-70 por una buena razón. Estos motores cuentan con bobinados trifásicos y son los más potentes de la gama LinMot. Se caracterizan por fuerzas máximas de hasta 2.500 N. Gracias a su diseño modular, se pueden lograr recorridos de entre 10 y 1.770 mm. Velocidades superiores a 5 m/s y aceleraciones superiores a 100 g garantizan tiempos de posicionamiento muy cortos y altas frecuencias de ciclo.
Al eliminar componentes mecánicos propensos a la holgura, como engranajes o cremalleras, los motores lineales, con un sistema de medición de alta resolución, no solo permiten un posicionamiento preciso, sino que también requieren mucho menos mantenimiento que los cilindros neumáticos o los motores con escobillas. A diferencia de las soluciones neumáticas, la potencia de un motor lineal no disminuye con el tiempo, lo que significa que el mantenimiento solo se requiere a intervalos más prolongados.
Combinación óptima de controlador y motor
El motor lineal de la máquina de fundición del chocolatero suizo es alimentado por un Controlador de servo E1400 De LinMot con alimentación directa a la red eléctrica (400 V).
LinMot ha garantizado que los motores también funcionen perfectamente con diversos variadores de alto rendimiento de otros fabricantes. Sin embargo, el fabricante de la máquina de fundición optó por un motor E1400 personalizado con interfaz Sercos III integrada para la conexión a un controlador de movimiento Bosch Rexroth IndraControl L65 con interfaz Sercos III configurable. En esta configuración, el control de movimiento calcula los perfiles de movimiento individuales adaptados a los productos y procesos de fundición, lo que permite satisfacer las necesidades de diferentes productos con solo pulsar un botón y con la máxima flexibilidad.
De este modo, se garantiza fácilmente un manejo delicado de los productos mediante movimientos suaves. El controlador LinMot ofrece a los fabricantes de maquinaria una gran libertad a la hora de elegir el fabricante del sistema de control, ya que existen variantes del E1400 para otros buses industriales comunes como EtherCAT, POWERLINK, ProfiNET, Profibus o Ethernet/IP.
Fiable y eficiente en su uso
«Tras más de un año de uso, puedo afirmar que la solución de motor lineal de LinMot ha demostrado su valía», concluye Leuenberger. Claramente impresionado por las posibilidades de la tecnología de accionamiento directo, el director técnico de confitería de Chocolat Frey prevé un futuro prometedor para los motores lineales de LinMot en su empresa.
"Todavía existen algunas aplicaciones, por ejemplo en el área de llenado de productos preenvasados, donde tiene sentido reemplazar los cilindros neumáticos que se han utilizado hasta ahora por motores lineales."
