En línea con la Industria 4.0
4. julio 2021
Los motores de accionamiento directo permiten una ejecución especialmente dinámica y flexible de los procesos de sellado y llenado. Por ello, el reconocido fabricante de maquinaria de envasado OPTIMA los utiliza en las unidades de sellado de sus máquinas monobloque e independientes. Otra razón importante: los motores proporcionan datos directos sobre las carreras y los pares aplicados, lo que permite un control de calidad continuo y un análisis posterior del proceso. Este tipo de accionamiento se adapta perfectamente a los conceptos modernos de la Industria 4.0.
El operador de la planta se beneficia de tiempos de cambio más cortos, menor tiempo de inactividad y una gama más amplia de aplicaciones para la máquina. Un informe de aplicación sobre el tema de los cierres.
“Nuestros clientes de los sectores alimentario, cosmético y químico deben prepararse para la reducción del tamaño de los lotes y los consiguientes cambios de producto más frecuentes. Por ejemplo, actualmente estamos trabajando en un proyecto en el que una línea de llenado y envasado debe cambiar a un producto nuevo cada 30 minutos”, afirma Andreas Seitz, director de ingeniería de proyectos para soluciones alimentarias y químicas en [Nombre de la empresa]. OPTIMA consumer GmbH"No hace mucho, procesar un lote podía llevar una o dos semanas; ahora, no es raro que tarde media hora."
Son principalmente las empresas medianas de los sectores mencionados las que impulsan este desarrollo. Entre ellas se encuentra un fabricante alemán que produce una amplia gama de productos para tiendas de descuento y droguerías, desde quitamanchas y abrillantadores para madera y cuero hasta productos para el cuidado del interior del automóvil.
Cambios frecuentes de producto: tiempos de configuración cortos
«No hablamos de volúmenes de producción de millones de unidades, como suele ocurrir en el sector de los detergentes textiles», explica Andreas Seitz. «Al contrario. Los lotes constan de unos pocos miles de unidades, y la gama de productos es enorme, con una variedad casi inabarcable de tipos y geometrías de envases. Por razones logísticas, la producción bajo pedido es prácticamente inevitable».
Las exigencias que las empresas implicadas imponen a la flexibilidad, los tiempos de preparación y la fiabilidad de los procesos de las líneas de llenado y envasado son, en consecuencia, muy elevadas. OPTIMA reconoció esta tendencia desde el principio y adaptó sus sistemas de envasado a las cambiantes condiciones del mercado. La modularización sistemática y el uso extensivo de la tecnología servo constituyen la base de esta adaptación.
En 2016, la empresa también adaptó las unidades de sellado de sus sistemas de envasado de rendimiento medio y alto a la tecnología de accionamiento directo. Hasta 16 husillos de sellado, montados verticalmente sobre una mesa giratoria, son accionados individualmente por un motor rotativo. Familia de productos PR01 Desarrollado por LinMot.
Los motores rotativos garantizan flexibilidad en el proceso de fabricación.
Los motores eléctricos de alta dinámica, desarrollados especialmente para procesos de sellado y atornillado, combinan un accionamiento directo lineal y rotativo en una carcasa compacta con clasificación IP 64, cada uno controlado de forma independiente. «Esta solución no solo garantiza a nuestros usuarios una alta dinámica en el proceso de atornillado y actualmente hasta 600 operaciones de sellado por minuto, sino que también les permite ajustar parámetros cruciales, como la carrera, la fuerza de impacto, el ángulo de rotación y el par, a través de la interfaz de usuario de la máquina de envasado», explica Andreas Seitz, enumerando las importantes ventajas de la nueva tecnología de sellado. «Se elimina la reconfiguración laboriosa de las curvas de carrera o el ajuste manual de los embragues deslizantes, lo que resulta en tiempos de configuración significativamente más cortos en comparación con los sistemas convencionales».
Los motores rotativos de la serie PR01 de LinMot son deliberadamente compactos y combinan un motor rotativo y un motor lineal directo en una sola carcasa, que pueden controlarse de forma independiente entre sí.
Accionamientos directos eficientes y sostenibles
El mantenimiento también es más sencillo, ya que el movimiento lineal-rotatorio se logra mediante accionamientos directos lineales y rotativos que no generan suciedad ni polvo, ni son sensibles a ellos. En caso de avería, el husillo afectado puede detenerse hasta su reparación y la producción puede continuar, aunque con una producción reducida. Además, durante una parada programada de la máquina, es posible completar la producción de envases que ya se encuentran en la taponadora. Esto, junto con el hecho de que los parámetros seleccionados se restablecen inmediatamente al reanudar la producción, incluso después de una interrupción prolongada, contribuye a la alta eficiencia de la solución.
Diseño compacto y alta conectividad.
«El uso de actuadores rotativos en la tecnología de taponado es, por lo tanto, un paso lógico en el proceso de desarrollo, especialmente con la reducción del tamaño de los lotes», afirma Markus Dierolf, ingeniero titulado (BA) que desempeñó un papel clave en el diseño de la nueva torre de taponado de OPTIMA. «Nos decantamos por la solución LinMot porque la llevamos utilizando desde 2011, por ejemplo, en aplicaciones de manipulación, y hemos tenido experiencias muy positivas con ella. Para la taponadora, sin embargo, era especialmente importante que los motores fueran muy compactos y que los servomotores ofrecieran numerosas interfaces para una amplia variedad de sistemas de control».
Pero incluso en caso de que sea necesario un cambio de formato, la tecnología de servocontrol empleada, la eliminación de las curvas de elevación y el desacoplamiento mecánico resultante tienen un efecto positivo: al ajustar la geometría para reconfigurar los nidos de transporte y los cabezales de cierre, todos los husillos pueden moverse hacia arriba simultáneamente para mejorar la accesibilidad. En esta posición, se mantienen firmemente sujetos por un resorte magnético, incluso cuando la máquina está desenergizada. Esta tecnología, desarrollada por LinMot y comercializada bajo el nombre de MagSpring, proporciona una fuerza constante en todo el rango de trabajo, a diferencia de un resorte mecánico, lo que resulta ideal para compensar las fuerzas de peso. Dado que el principio de funcionamiento se basa en la fuerza de atracción de los imanes permanentes, no requiere alimentación eléctrica, lo que significa que MagSpring también puede utilizarse sin problemas en funciones de seguridad.
Motores rotativos como fuente de datos
En desarrollo: Motores rotativos en estaciones de embotellado
Pero OPTIMA no se detiene ahí. La compañía planea equipar las estaciones de llenado con los actuadores rotativos, como anuncia Andreas Seitz: «Ya existen conceptos similares. Los argumentos son los mismos que para la taponadora, con la diferencia de que aquí se trata del control individual y dependiente de parámetros del movimiento de la aguja de llenado en cada punto de llenado. Esto permite un llenado óptimo incluso para productos extremadamente sensibles propensos a la segregación o la formación de espuma». La compañía ya lo ha demostrado en extensas pruebas de llenado con la nueva tecnología.
A largo plazo, el especialista en maquinaria de envasado planea extender la nueva tecnología de sellado y llenado a otros sectores y aplicaciones. Sin embargo, LinMot aún tiene trabajo por hacer, como señala Seitz a los responsables: «Además de los motores lineales ATEX que LinMot ya utiliza, buscamos soluciones que permitan el uso de motores rotativos y servomotores en entornos ATEX. Sería muy útil que los motores y la electrónica de control estuvieran alojados en una sola carcasa». LinMot ha respondido a esta solicitud y ya ha presentado soluciones iniciales en SPS/IPC/DRIVES 2017.
