Semplice piegatura con motori lineari. Garantire sempre risultati di confezionamento ottimali, anche quando le proprietà del prodotto fluttuano e i tipi di prodotto cambiano frequentemente, è una delle maggiori sfide che un costruttore di macchine deve affrontare. Alpenland Maschinenbau GmbH, in breve ALPMA, l’ha affrontato e padroneggiato con successo: La nuova macchina confezionatrice MultiSAN confeziona senza compromessi formaggi a pasta molle rotondi e rettangolari, nonché formaggi in formato Karospar, cilindro o mezzaluna. Non sono più necessarie conversioni elaborate o lunghi tempi di configurazione.
“Oggi ci sono caseifici che hanno solo pochi tipi di formaggio nella loro gamma, ma cambiano comunque la loro produzione ogni due o tre ore perché producono ogni carico di camion su ordinazione”, riferisce Helmut Eitermoser, il progettista del MultiSAN, citando un caso particolare di frequenti cambi di prodotto che anche altri clienti ALPMA devono affrontare per vari motivi. Nella maggior parte dei casi, le ragioni per cui i lotti sono sempre più piccoli sono le stesse di altri settori industriali: requisiti di prodotto specifici per il cliente, tempi di consegna sempre più brevi o un ulteriore aumento della diversità dei prodotti.
La fine dei compromessi
Finora nei caseifici erano comuni sistemi di confezionamento in cui un albero di comando meccanico e gli ingranaggi a camme montati su di esso provvedevano al movimento sincronizzato delle singole unità. “Queste macchine a camme erano e sono la soluzione giusta quando si tratta di confezionare un solo tipo di prodotto. Sono molto precisi, efficienti in termini di costi e durevoli”, osserva Helmut Eitermoser. “Anche due formati simili, come il rotondo e la mezza luna, e prodotti di dimensioni diverse di una stessa forma possono essere lavorati con uno sforzo ragionevole. Tuttavia, è sempre necessario trovare un compromesso, il che non significa altro che il confezionamento delle rispettive varianti di prodotto non è ottimale”.
Se su una stessa macchina devono essere piegati o avvolti più prodotti diversi in rapida successione, la macchina a camme raggiunge tuttavia i suoi limiti, perché prima di un cambio di prodotto sono necessarie importanti conversioni o addirittura un cambio della macchina. In Francia, la patria del formaggio a pasta molle e dell’involucro, la richiesta di una soluzione più flessibile si è quindi fatta sempre più forte. ALPMA, in qualità di fornitore leader a livello mondiale di tecnologie di processo, impianto, taglio e confezionamento per i caseifici, ha risposto a questa esigenza con lo sviluppo del MultiSAN.
Grazie ai motori lineari di LinMot, la nuova macchina avvolgitrice di ALPMA può lavorare un numero significativamente maggiore di prodotti diversi senza alcuna conversione. (Fonte: ALPMA)
Albero di linea elettronico e dischi a camme
L’elevato grado di flessibilità offerto dalla nuova macchina avvolgitrice non è casuale. Solo con l’impiego della più recente tecnologia di azionamento diretto in combinazione con un albero di linea virtuale e dischi a camme elettronici, che hanno completamente sostituito le loro controparti meccaniche, ALPMA ha creato la base necessaria per questo. La piegatura a busta sul fondo del formaggio, tipica del confezionamento, viene ora realizzata con l’aiuto di quattro motori lineari LinMot montati orizzontalmente, ognuno dei quali aziona una lamella di saldatura tramite un leveraggio. Dopo che la macchina ha avvolto il formaggio nel film di confezionamento e lo ha fissato su un piatto rotondo con delle pinze, le lamelle premono in rapida successione il film sporgente sul lato inferiore del prodotto in modo da ottenere la piega desiderata. Un altro asse motore lineare trasporta poi il formaggio dalla piastra rotonda su un nastro che lo trasporta alle stazioni successive.
Motori lineari Linmot: densità di potenza ineguagliabile
“Le configurazioni dimostrative hanno mostrato che i servomotori rotativi non sono adatti a questo compito perché occupano troppo spazio”, spiega Helmut Eitermoser, spiegando la decisione di base a favore dei motori lineari. In una successiva fase di valutazione, LinMot è riuscito a prevalere su diversi concorrenti. “Solo i motori LinMot hanno dimostrato le prestazioni richieste con le dimensioni ridotte che volevamo”, riassume il progettista. “Se i motori di altri produttori hanno ottenuto le stesse prestazioni, è stato solo con dimensioni doppie!”. Il MultiSAN utilizza motori del tipo PS01-23x160H-HP-R che, senza considerare il collegamento a spina all’estremità, hanno un diametro di soli 23 mm (statore) e sono tuttavia in grado di erogare una forza massima di picco di 130 N con il controllore LinMot E1130-DP-HC. I cursori abbinati sono disponibili a catalogo in varie versioni per corse da 20 a 780 mm. Per il MultiSAN è stata scelta la versione per una corsa di 120 mm.
Grazie al loro design rotondo, i motori lineari LinMot raggiungono densità di potenza estremamente elevate. (Fonte: LinMot)
Cambio completo del formato in pochi minuti
Questo design salvaspazio dei motori lineari ha contribuito in modo decisivo a far sì che la macchina occupi solo lo spazio che era già occupato dalla variante comparabile con albero maestro meccanico, la SAN 80 TS. Anche il numero di cicli è simile: entrambi funzionano fino a 80 cicli. Ma questo è tutto per quanto riguarda le somiglianze. Grazie alla tecnologia ad azionamento diretto, il MultiSAN ha un design molto più modulare e può essere utilizzato in modo più flessibile. ALPMA ha combinato l’unità meccanica con gli azionamenti a palette per formare un modulo che viene utilizzato più volte nella macchina ed è progettato in modo tale da funzionare anche come dissipatore di calore per i motori lineari. Grazie al design costantemente modulare e all’uso di azionamenti elettrici al posto dell’albero principale meccanico, il cambio di formato è diventato estremamente semplice con il MultiSAN: In pochi passaggi, il modulo di tappatura può essere staccato e montato in una posizione diversa senza dover staccare il cavo di alimentazione flessibile del motore lineare. Dopodiché, basta avviare il programma corrispondente tramite la guida dell’operatore di facile utilizzo sul touchscreen e la stessa macchina che fino a pochi minuti fa lavorava formaggi ovali, ad esempio, ora può essere utilizzata per confezionare un formaggio in formato Karo-spar. Inoltre, vari kit di conversione (format kit) che possono essere facilmente montati o smontati ampliano la gamma di applicazioni del MultiSAN.
ALPMA ha formato i motori LinMot con il meccanismo di tenuta in un modulo che può essere utilizzato più volte nella macchina ed è progettato in modo tale da funzionare anche come dissipatore di calore per i motori lineari. (Fonte: F. Rossmann)
Risultati di confezionamento sempre ottimali
“Abbiamo anche utilizzato il comportamento molto sensibile e diretto dei motori lineari LinMot per dare all’operatore uno strumento per reagire alle fluttuazioni della consistenza del prodotto”, aggiunge Helmut Eitermoser. “Il responsabile in loco può utilizzarlo per definire i propri parametri per le diverse consistenze, in modo che se le proprietà del prodotto cambiano, l’operatore della macchina può regolare le impostazioni della macchina durante il funzionamento con la semplice pressione di un pulsante.” Ciò significa che con il MultiSAN sono sempre garantiti risultati ottimali non solo per i diversi formati di prodotto, ma anche per le inevitabili piccole fluttuazioni del processo produttivo.
Utilizzando la tecnologia ad azionamento diretto, il MultiSAN può essere disaccoppiato meccanicamente in modo tale da allontanare i componenti sensibili dall’area di pulizia della schiuma. Allo stesso tempo, questa posizione di pulizia facilita l’accesso alla macchina per la manutenzione. (Fonte: ALPMA)
Le vendite di macchine sono raddoppiate
Grazie a queste caratteristiche, la nuova confezionatrice di ALPMA ha colpito il mercato, come dimostrano i dati di vendita: nei primi mesi dopo il lancio della macchina, gli ordini erano già il doppio di quelli abituali nello stesso periodo. ALPMA non vuole dormire sugli allori e sta già lavorando a ulteriori sviluppi del MultiSAN, come rivela l’ingegnere progettista dell’azienda: “Non abbiamo affatto esaurito le possibilità dei motori lineari LinMot. Stiamo quindi lavorando per aumentare la produttività della macchina a 100 cicli”. Ma non è tutto: finora i motori lineari sono stati controllati da controllori LinMot che comunicano con il controllore della macchina, un PLC di Schneider Electric, tramite Profibus. ALPMA sta già lavorando alla conversione a Sercos III, tuttavia, e il produttore di macchine è molto soddisfatto del fatto che LinMot abbia già fornito un supporto diretto per i controllori di Schneider Electric. “Per noi questa integrazione significa che dopo il passaggio al nuovo sistema saremo in grado di controllare in modo ancora più preciso e avremo bisogno di un solo ambiente di programmazione”, afferma Helmut Eitermoser, che guarda al futuro con fiducia.
