Hacia las estrellas y más allá: las máquinas de llenado y sellado de Zellwag AG.
3. Febrero 2022
Dinámica en la industria de las máquinas de llenado y sellado. Desde 2002, Zellwag AG confía en los motores lineales para la fabricación de sus máquinas de llenado y sellado totalmente automáticas para productos farmacéuticos y cosméticos.
Estas máquinas son especialmente productivas, flexibles y económicas. Esta es una de las razones por las que la empresa ha logrado posicionar con éxito sus máquinas en numerosas aplicaciones donde los productos se llenan o sellan de forma semiautomática o totalmente automática. Ahora, el fabricante de plantas ha completado su catálogo con la plataforma modular Z-110g para grandes lotes, aprovechando una vez más las ventajas de los motores lineales dinámicos y compactos de LinMot.
Máquina lineal Z-201 S (Foto: Zellwag)
“Cuando sustituimos partes clave de nuestra plataforma de máquina de llenado y sellado Z-201 por accionamientos neumáticos en 2002 Motores lineales “Había razones de peso para reemplazarlos”, explica el director general de Zellwag AGLa transición a los accionamientos directos se produjo en un momento en que solo las empresas más innovadoras se atrevían a adoptar la nueva tecnología de accionamiento.
"Solo con motores lineales pudimos aumentar la flexibilidad y el rendimiento de las máquinas hasta el punto que nosotros y los usuarios habíamos previsto." En este sentido, resultan cruciales la mayor velocidad de desplazamiento, la mayor precisión y las mejores posibilidades de control y sincronización que ofrecen los motores lineales en comparación con los cilindros neumáticos.
Los cilindros neumáticos también presentan la desventaja de que su comportamiento varía según la temperatura ambiente, lo que dificulta lograr la repetibilidad requerida. Además, los cilindros neumáticos requieren mantenimiento, mientras que los motores lineales prácticamente no lo necesitan.
Cambio de producto con solo pulsar un botón.
La posibilidad de modificar los parámetros de control de los accionamientos eléctricos directos mediante software tiene un impacto aún mayor en la productividad, especialmente para lotes de producción pequeños.
Zellwag AG ha aprovechado esta ventaja y ha diseñado sus máquinas para procesar distintos tipos y tamaños de envases. Esto permite cambiar de producto con solo pulsar un botón, sin necesidad de modificaciones ni ajustes que consuman mucho tiempo. Desde hace varios años, otra característica de los motores lineales ha ido ganando cada vez más atención entre los usuarios: su excelente eficiencia energética. «El consumo de aire comprimido de los actuadores neumáticos es elevado, y extremadamente elevado en los procesos de atornillado», señala el director general de Zellwag.
Dado que la generación de aire comprimido requiere un alto consumo de energía, pero solo una pequeña cantidad de esta energía se transfiere al actuador en forma de trabajo debido a la baja eficiencia del sistema de aire comprimido, el uso de accionamientos eléctricos con una eficiencia superior al 90 por ciento ofrece al usuario una forma de reducir los costes operativos y mejorar el impacto ambiental.
La nueva plataforma modular Z-110 de Zellwag está diseñada para grandes lotes. Permite implementar soluciones de llenado y cierre para productos farmacéuticos y cosméticos líquidos y en polvo. El uso de motores lineales en lugar de cilindros neumáticos la hace especialmente flexible y productiva. (Foto: Zellwag)
Zellwag vuelve a elegir a LinMot.
Una reciente evaluación interna de las tecnologías disponibles, previa al lanzamiento de la nueva plataforma de máquinas Z-110, reafirmó, como se esperaba, las ventajosas características técnicas, económicas y medioambientales de los motores lineales LinMot. Esto, junto con los más de 100 sistemas Z-201 vendidos, con aproximadamente 500 ejes lineales instalados y sin fallos significativos, convenció a la dirección de Zellwag AG para implementar los pasos de procesamiento cruciales en la nueva plataforma de máquinas utilizando motores lineales LinMot.
Esto incluye el llenado (el proceso de dosificación), la sujeción y el posicionamiento del tapón y la tapa de rosca, y el centrado del tubo de inmersión si se utilizan cabezales de pulverización como cierres. El Z-110 resultante se caracteriza por su diseño modular y, gracias a sus accionamientos directos y numerosas opciones, ofrece una flexibilidad excepcional. Está diseñado para el llenado de líquidos de viscosidad variable, incluidos polvos, y puede procesar ampollas y botellas de vidrio con diámetros de entre 15 y 40 mm y alturas de entre 24 y 100 mm. Según la configuración, el sistema puede producir hasta 7.200 unidades por hora.
Eje lineal de EPS con motor lineal LinMot y eje rotatorio adicional para sujetar, colocar y atornillar cabezales de pulverización de bombas o tapas giratorias. (Foto: Zellwag)
Potentes y compactos: Ejes lineales con accionamientos LinMot
La máquina ocupa una superficie de tan solo 3350 x 2280 mm, a pesar de que Zellwag no ha escatimado esfuerzos en cuanto a ergonomía y accesibilidad. Un factor clave en su excelente accesibilidad es el diseño compacto de las soluciones LinMot, que permitió a eps (proveedor de los ejes de tornillo para la Z-110 e integrador de sistemas de LinMot en Alemania) combinar un alto rendimiento con un tamaño mínimo. Por ejemplo, los múltiples ejes lineales EDM30-300 EL tienen solo 58 mm de ancho, pero soportan pares de torsión de 40 Nm en las direcciones X e Y, y de 30 Nm en la dirección Z en la brida de la pinza. A lo largo de sus 300 mm de recorrido, proporcionan una fuerza constante superior a 250 N (con un controlador de 15 A). Dado que la máquina puede incluir hasta 16 accionamientos directos a través de hasta cuatro estaciones de bombeo móviles de forma independiente y un máximo de cuatro ejes de recogida y colocación con servomotores eléctricos montados como ejes rotatorios (así como las opciones adicionales), el diseño compacto de los ejes lineales fue particularmente importante en el diseño de la Z-110.
«Los usuarios demandan máquinas móviles, por lo que integramos el armario de control directamente en la estructura de la máquina», añade el director general de Zellwag. «Por lo tanto, también tuvimos que optimizar el espacio». LinMot tenía la solución perfecta en su gama de productos: los servocontroladores de la serie E1130 de la compañía tienen tan solo 40 mm de ancho, 250 mm de alto y 180 mm de profundidad, a pesar de que la versión HC puede proporcionar una corriente máxima de 15 A. Estos controladores de alto rendimiento gestionan desde entonces tanto los motores lineales como los servomotores rotativos de la Z-110 y se comunican con el sistema de control de la máquina mediante la interfaz Profibus (DP) opcional.
Potentes y compactos: Ejes lineales con accionamientos LinMot
Los ejes del motor lineal instalados verticalmente en el Z-110 están soportados mecánicamente por Muelles magnéticosEste «resorte magnético» de LinMot proporciona una fuerza constante en todo el recorrido, independientemente de la posición, la velocidad o la orientación de instalación, compensando así el peso del eje lineal. El motor solo necesita generar las fuerzas dinámicas y, por lo tanto, puede funcionar más rápido y ser más compacto. Si la fuerza del MagSpring supera el peso de la carga, esta puede desplazarse a una posición segura en caso de un corte de energía. Los MagSprings tampoco requieren mantenimiento, son resistentes al desgaste y ocupan muy poco espacio. «La solución integral de LinMot y eps es excepcional», concluye el director general. «Aunque muchos competidores intentaron colaborar con nosotros, posteriormente quedó claro que, en última instancia, no podían o no querían asumir el reto. Esto confirma nuestra convicción de que elegir a eps y LinMot fue, y sigue siendo, la decisión correcta».
