Tecnologia di azionamento progettata alla perfezione
13. Dicembre 2021
Progetta processi di riempimento e sigillatura in modo flessibile e dinamico. I motori lineari consentono di progettare processi di riempimento, sigillatura e confezionamento in modo molto più dinamico, preciso e soprattutto flessibile rispetto ai cilindri pneumatici.
Grazie al recente ampliamento della produzione dei suoi apprezzatissimi Napolitains, Chocolat Frey AG, il più grande produttore svizzero di cioccolato, può ora beneficiare anche dei vantaggi della tecnologia avanzata e produrre un'ampia varietà di tavolette di cioccolato di piccole dimensioni con qualità, affidabilità di processo e produttività ancora superiori.
Manfred Leuenberger, direttore tecnico del settore dolciario di Chocolat Frey AG, è sempre attento alle ultime novità tecnologiche. Le possibilità di migliorare e aumentare la flessibilità produttiva grazie alle soluzioni di motori lineari di LinMot sono fonte di ispirazione per questo meccanico industriale qualificato. (Foto: Roßmann)
Quando Manfred Leuenberger dal Cioccolato Frey AG Quando l'azienda invita i visitatori a visitare il suo ultimo ampliamento produttivo, il profumo di cioccolato appena fatto li avvolge non appena varcano l'ingresso dei capannoni di produzione della tradizionale azienda svizzera, che conduce a un corridoio interamente vetrato.
Non c'è da stupirsi, visto che il passaggio attraversa l'area in cui la massa di cioccolato grezzo destinata ai circa 2.500 prodotti del cioccolatiere viene preparata al momento e temporaneamente stoccata in vasche per le successive lavorazioni, come spiega il Direttore Tecnico del reparto Pasticceria.
Ma prima che il visitatore possa ispezionare l'ultima aggiunta al macchinario – un impianto all'avanguardia per la produzione di piccole tavolette di cioccolato, le cosiddette Napolitains – si reca nello spogliatoio per indossare gli indumenti igienici.
Poi, scendendo solo pochi gradini, il visitatore si trova di fronte al nuovo stabilimento, altrettanto affascinante quanto i prodotti che vi vengono realizzati.
La capacità produttiva di Napolitains è quintuplicata.
Il segnale di avvio per il nuovo stabilimento è stato dato nel 2013, quando il grande successo dei piccoli quadratini di cioccolato è diventato evidente e due linee più vecchie, costruite rispettivamente nel 1988 e nel 1990, tuttora in uso, erano già pienamente utilizzate per la produzione dei deliziosi Napolitains.
Gli stampi sono leggermente sollevati verso gli ugelli di colata fissi per evitare schizzi indesiderati e bolle d'aria. (Foto: Rossmann)
A seguito della domanda positiva, le specifiche per l'impianto di fusione prevedevano, come requisito fondamentale, una capacità produttiva significativamente superiore a quella degli impianti esistenti. Mentre questi ultimi potevano produrre al massimo 400 kg di compresse napoletane, riempite o vuote, all'ora, il nuovo impianto doveva essere in grado di gestirne fino a 2 tonnellate, ovvero circa 6.000 compresse, nello stesso lasso di tempo.
Il produttore della macchina, che era anche responsabile delle linee di produzione precedenti, ha soddisfatto questi requisiti utilizzando tecnologie all'avanguardia. Un componente chiave è un motore lineare della LinMot, il cui compito è quello di sollevare gli stampi in plastica di circa 850 x 380 mm, con incavi per 225 pastiglie (25 x 9 mm), dal nastro trasportatore verso gli ugelli di colata fissi nell'unità di colata.
Versare senza inclusioni o schizzi
"Quando il cioccolato liquido viene introdotto nello stampo attraverso il sistema di colata, quest'ultimo si solleva in modo che la distanza tra il livello di riempimento e gli ugelli di colata sia la più piccola possibile", spiega Leuenberger.
"In questo modo evitiamo bolle d'aria o schizzi." Nelle linee più vecchie, un cilindro pneumatico solleva gli stampi. Ma anche un primo sguardo a questo processo rivela un punto debole dei cilindri azionati pneumaticamente:
Il movimento è a scatti e lo stampo ricade bruscamente sulle guide di trasporto durante la discesa. Con il motore lineare, invece, l'intera sequenza di movimento è più fluida, nonostante la maggiore dinamica richiesta dalla nuova macchina, proteggendo così sia la meccanica che il prodotto. Un vantaggio meno evidente, ma non per questo meno significativo, della tecnologia a trasmissione diretta elettrica per l'utente finale è:
“Grazie al suo sistema di misurazione integrato, il motore lineare consente un posizionamento dello stampo notevolmente più preciso, permettendoci di sapere esattamente dove si trova in ogni momento”, spiega Manfred Leuenberger. Questo consente di mantenere sempre la distanza ottimale tra il livello di riempimento e lo stampo con una precisione di decimi di millimetro.
Sempre più apprezzati dai consumatori: i quadratini di cioccolato da gustare con il caffè o come spuntino. (Foto: Chocolat Frey)
I profili di movimento personalizzati proteggono sia il prodotto che i meccanismi.
Inoltre, è possibile implementare facilmente diversi profili di processo, adattandoli con precisione alle esigenze specifiche del prodotto o del processo di riempimento. "Questo non è possibile con la pneumatica, ma rappresenta un vero vantaggio, soprattutto per i prodotti ripieni, in quanto ci permette di favorire una distribuzione ottimale della massa di cioccolato nello stampo, aumentare l'affidabilità del processo e avere maggiore libertà nella progettazione del processo produttivo", aggiunge il tecnico specializzato di Chocolat Frey AG.
Inoltre, la possibilità di regolare individualmente i profili di traslazione consente di ridurre al minimo le sollecitazioni su prodotti e componenti meccanici durante il processo produttivo. In aggiunta, grazie all'introduzione della trasmissione elettrica diretta, è possibile passare da un profilo all'altro con la semplice pressione di un pulsante. I cambi di prodotto risultano quindi notevolmente più rapidi.
Motore lineare ad alte prestazioni di LinMot
I progettisti della macchina di fusione hanno optato per l'utilizzo di un [materiale/tipo] tubolare in questo caso. Motori lineari della serie P10-70 LinMot ha optato per una corsa di 90 mm: uno statore con encoder PS10-70x160U-BL-QJ e rotore PL10-28×390/340, oltre a una flangia di montaggio corrispondente che funge anche da dissipatore di calore.
Poiché il motore è montato all'esterno dell'area igienica, non ha una classe di protezione superiore. Tuttavia, LinMot offre anche versioni in acciaio inossidabile (INOX) e ATEX per applicazioni più esigenti.
Il produttore della macchina ha scelto la serie P10-70 per un'ottima ragione. Questi motori sono dotati di avvolgimenti trifase e sono i più potenti della gamma LinMot. Si caratterizzano per forze di picco fino a 2.500 N. Grazie al loro design modulare, è possibile ottenere corse comprese tra 10 e 1.770 mm. Velocità superiori a 5 m/s e accelerazioni superiori a 100 g garantiscono tempi di posizionamento molto brevi ed elevati cicli di lavoro.
Eliminando i componenti meccanici soggetti a gioco, come ingranaggi o cremagliere, i motori lineari, dotati di un sistema di misurazione ad alta risoluzione, non solo possono essere posizionati con precisione arbitraria, ma richiedono anche una manutenzione significativamente inferiore rispetto ai cilindri pneumatici o ai motori a spazzole. A differenza delle soluzioni pneumatiche, la potenza di un motore lineare non diminuisce nel tempo, il che significa che la manutenzione è necessaria solo a intervalli più lunghi.
Combinazione ottimale tra controller e motore
Il motore lineare nella macchina di fusione del cioccolatiere svizzero è alimentato da un Regolatore servo E1400 Da LinMot con alimentazione diretta dalla rete elettrica (400 V).
LinMot ha garantito che i motori possano funzionare altrettanto bene anche in combinazione con diversi azionamenti ad alte prestazioni di altri produttori. Tuttavia, il costruttore della macchina di colata ha optato per un E1400 personalizzato con un'interfaccia Sercos III integrata per il collegamento a un controllore di movimento Bosch Rexroth IndraControl L65 con un'interfaccia Sercos III configurabile. In questa configurazione, il controllo del movimento calcola i profili di movimento individuali adattati ai prodotti e ai processi di colata, consentendo di soddisfare le esigenze dei diversi prodotti con la massima flessibilità, semplicemente premendo un pulsante.
In questo modo, è possibile garantire una manipolazione delicata dei prodotti più fragili grazie a movimenti fluidi. Il controllore LinMot offre ai costruttori di macchine un'ampia libertà nella scelta del produttore del sistema di controllo, poiché sono disponibili varianti dell'E1400 per altri bus industriali comuni come EtherCAT, POWERLINK, ProfiNET, Profibus o Ethernet/IP.
Affidabile ed efficiente nell'utilizzo
“Dopo oltre un anno di utilizzo, posso affermare che la soluzione con motore lineare di LinMot ha dimostrato il suo valore”, conclude Leuenberger. Chiaramente colpito dalle potenzialità della tecnologia a trasmissione diretta, il direttore tecnico del settore dolciario di Chocolat Frey prevede un futuro promettente per i motori lineari di LinMot nella sua azienda.
"Esistono ancora alcune applicazioni, ad esempio nel settore del riempimento di prodotti preconfezionati, dove ha senso sostituire i cilindri pneumatici utilizzati finora con motori lineari."
