Verso le stelle e oltre: le macchine riempitrici e sigillatrici di Zellwag AG
3. Febbraio 2022
Dinamiche nel settore delle macchine riempitrici e sigillatrici. Dal 2002, Zellwag AG si affida ai motori lineari per la realizzazione delle sue macchine riempitrici e sigillatrici completamente automatiche per prodotti farmaceutici e cosmetici.
Queste tecnologie rendono le macchine particolarmente produttive, flessibili ed economiche. Questo è uno dei motivi per cui l'azienda è riuscita a posizionare con successo le proprie macchine in numerose applicazioni in cui i prodotti vengono riempiti o sigillati in modo semiautomatico o completamente automatico. Ora, il produttore di impianti ha completato il suo portafoglio con la piattaforma modulare Z-110g per grandi lotti, affidandosi ancora una volta ai vantaggi dei motori lineari dinamici e compatti di LinMot.
Macchina lineare Z-201 S (Foto: Zellwag)
“Quando nel 2002 abbiamo sostituito le parti chiave della nostra piattaforma di macchine riempitrici e sigillatrici Z-201 con azionamenti pneumatici Motori lineari “C’erano ragioni convincenti per sostituirli”, spiega l’amministratore delegato di Zellwag AG, il passaggio agli azionamenti diretti in un momento in cui solo le aziende più innovative osavano adottare la nuova tecnologia di azionamento.
"Solo con i motori lineari siamo stati in grado di aumentare la flessibilità e le prestazioni delle macchine nella misura che noi e gli utenti avevamo previsto." Fondamentali in questo caso sono la maggiore velocità di traslazione, la maggiore precisione e le migliori possibilità di controllo e sincronizzazione dei motori lineari rispetto ai cilindri pneumatici.
"I cilindri azionati pneumaticamente presentano anche lo svantaggio di comportarsi in modo diverso a seconda della temperatura ambiente, il che rende difficile ottenere la ripetibilità richiesta." Inoltre, i cilindri pneumatici necessitano di manutenzione, mentre i motori lineari sono praticamente esenti da manutenzione.
Cambio prodotto con la semplice pressione di un pulsante
La possibilità di modificare i parametri di controllo degli azionamenti elettrici diretti tramite software ha un impatto ancora maggiore sulla produttività, soprattutto per lotti di piccole dimensioni.
Zellwag AG ha sfruttato questa caratteristica progettando le proprie macchine per la lavorazione di contenitori di diverse tipologie e dimensioni. Ciò consente di cambiare prodotto con la semplice pressione di un pulsante, senza la necessità di modifiche o regolazioni che richiedano tempo. Da diversi anni, un'altra caratteristica dei motori lineari sta attirando sempre più l'attenzione degli utenti: la loro eccellente efficienza energetica. "Il consumo di aria compressa degli attuatori pneumatici è elevato, e diventa estremamente elevato nei processi di avvitatura", osserva l'amministratore delegato di Zellwag.
Poiché la generazione di aria compressa richiede un elevato apporto energetico, ma solo una piccola parte di questa energia viene trasferita all'attuatore sotto forma di lavoro in uscita a causa della scarsa efficienza del sistema ad aria compressa, l'utilizzo di azionamenti elettrici con un'efficienza superiore al 90% offre all'utente un modo per ridurre i costi operativi e migliorare l'impatto ambientale.
La nuova piattaforma modulare Z-110 di Zellwag è progettata per grandi lotti. Consente l'implementazione di soluzioni di riempimento e chiusura per prodotti farmaceutici e cosmetici liquidi e in polvere. L'utilizzo di motori lineari al posto dei cilindri pneumatici la rende particolarmente flessibile e produttiva. (Foto: Zellwag)
Zellwag sceglie di nuovo LinMot
Una recente valutazione interna delle tecnologie disponibili, effettuata prima del lancio della nuova piattaforma di macchine Z-110, ha confermato, come previsto, le caratteristiche tecniche, economiche e ambientali vantaggiose dei motori lineari LinMot. Questo, unitamente agli oltre 100 sistemi Z-201 venduti, con circa 500 assi lineari installati e nessun guasto significativo, ha convinto la direzione di Zellwag AG a implementare le fasi di lavorazione cruciali della nuova piattaforma di macchine utilizzando i motori lineari LinMot.
Questo include il riempimento (il processo di dosaggio), il fissaggio e il posizionamento del tappo e del tappo a vite, e il centraggio del tubo di pescaggio nel caso in cui si utilizzino testine di spruzzatura a pompa come chiusure. Il sistema Z-110 risultante si caratterizza per la sua progettazione costantemente modulare e, grazie agli azionamenti diretti e alle numerose opzioni, offre una flessibilità eccezionale. È progettato per il riempimento di liquidi di varia viscosità, comprese le polveri, e può lavorare fiale e flaconi di vetro con diametri da 15 a 40 mm e altezze da 24 a 100 mm. A seconda della configurazione, il sistema può produrre fino a 7.200 unità all'ora.
Asse lineare in EPS con motore lineare LinMot e asse rotante aggiuntivo per il bloccaggio, il posizionamento e l'avvitamento di testine di spruzzatura o tappi rotanti per pompe. (Foto: Zellwag)
Potenti e compatti: assi lineari con azionamenti LinMot
Nonostante Zellwag non abbia fatto compromessi in termini di ergonomia e accessibilità, la macchina occupa un ingombro di soli 3350 x 2280 mm. Un fattore determinante per l'eccellente accessibilità è il design estremamente compatto delle soluzioni LinMot, che ha permesso a eps (fornitore degli assi a vite per la Z-110 e integratore di sistemi LinMot in Germania) di combinare elevate prestazioni con dimensioni minime. Ad esempio, i molteplici assi lineari EDM30-300 EL hanno una larghezza di soli 58 mm, ma sono in grado di sopportare coppie di 40 Nm sia in direzione X che Y e di 30 Nm in direzione Z sulla flangia di presa. Su tutta la corsa di 300 mm, forniscono una forza costante di oltre 250 N (con un controller da 15 A). Poiché la macchina può includere fino a 16 azionamenti diretti attraverso un massimo di quattro stazioni di pompaggio mobili indipendentemente e un massimo di quattro assi pick&place con servomotori elettrici montati come assi rotanti (oltre alle opzioni aggiuntive), il design compatto degli assi lineari è stato particolarmente importante nella progettazione della Z-110.
“Gli utenti richiedono macchine mobili, quindi abbiamo integrato il quadro elettrico direttamente nel corpo macchina”, aggiunge l'amministratore delegato di Zellwag. “Pertanto, dovevamo anche ottimizzare lo spazio”. LinMot aveva la soluzione perfetta nella sua gamma di prodotti: i servocontrollori della serie E1130 dell'azienda hanno dimensioni di soli 40 mm di larghezza, 250 mm di altezza e 180 mm di profondità, nonostante la versione HC possa fornire una corrente di picco di 15 A. Questi controllori ad alte prestazioni gestiscono da allora sia i motori lineari che i servomotori rotativi della Z-110 e comunicano con il sistema di controllo della macchina tramite l'interfaccia Profibus (DP) opzionale.
Potenti e compatti: assi lineari con azionamenti LinMot
Gli assi del motore lineare installati verticalmente nello Z-110 sono supportati meccanicamente da MagSpringsQuesta "molla magnetica" di LinMot eroga una forza costante lungo l'intera corsa, indipendentemente da posizione, velocità o orientamento di installazione, compensando così il peso dell'asse lineare. Il motore deve generare solo le forze dinamiche e può quindi operare più velocemente ed essere più compatto. Se la forza della MagSpring è superiore al peso del carico, quest'ultimo può essere spostato in una posizione sicura in caso di interruzione di corrente. Le MagSpring sono inoltre esenti da manutenzione, insensibili all'usura e richiedono pochissimo spazio. "L'insieme della soluzione offerta da LinMot ed eps è eccezionale", conclude l'amministratore delegato. "Sebbene molti concorrenti abbiano cercato di collaborare con noi, è apparso chiaro in seguito che alla fine non potevano o non volevano accettare la sfida. Ciò conferma la nostra convinzione che la scelta di eps e LinMot sia stata, e rimanga, la decisione giusta."
