ONDERHOUDSARME OPLOSSING MET HOGE SNELHEID EN VOLUME

Samenwerking HepcoMotion met Beckhoff levert op

In hedendaagse tijden is het allerminst eenvoudig om nog winst te vinden op het gebied van productietijd of volume. Naast het typische laaghangende fruit zorgt Industrie 4.0 wel voor mogelijkheden, al vereist dit vaak een omwenteling in het volledige DNA van het bedrijf.
Toch zijn er nog winstmarges te vinden. Via intense samenwerking, bijvoorbeeld. Als twee gerenommeerde bedrijven als HepcoMotion en Beckhoff hun beider capaciteiten in de waagschaal leggen, kan dat resulteren in een geheel dat meer is dan de som der delen. Tot tevredenheid van Bosch Packaging Technology

UITDAGING

Hoge snelheid, hoog volume en lage onderhoudsbehoefte waren de vereisten die gesteld werden aan HepcoMotion bij een uitdagende verpakkingstoepassing voor Bosch Packaging Technology Company, in een samenwerkingsverband met de recentelijk verworven Kliklok Corporation.
De Kliklok Integrated Topload Cartoner (ITC) vormt kartonnen doosjes of bakjes die daarna van bovenaf automatisch worden gevuld met verpakte producten, voor ze gesloten worden. De ITC is ideaal voor producenten van snoep, muesli- en andere graanrepen, bakkerijproducten en koekjes, en bestaat uit één geïntegreerde oplossing met drie functies: het vormen, vullen en sluiten van kartonnen doosjes, door één operator en één HMI.
De machine heeft een ergonomisch ontwerp, neemt weinig vloeroppervlak in beslag en maakt het aanschaffen, onderling koppelen en integreren van drie afzonderlijke stukken apparatuur overbodig. Met een van de hoogste snelheden die beschikbaar is voor een oplossing met zo'n kleine voetafdruk, stelt de ITC fabrikanten in staat om op productieruimte te besparen en het productievolume te verhogen.

Centraal bij die nieuwe machine staat een intelligent transportsysteem dat gebruikt wordt om de kartonnen doosjes te besturen en te verplaatsen vanaf begin- tot eindstadium, inclusief het vormen van de verpakking.

DE GFX-GELEIDING VAN HEPCO VOOR ZWAARDERE XTS-APPLICATIES

Voor die kerntaak werd het HepcoMotion GFX-geleidingssysteem voor Beckhoff XTS (eXtended Transport System) gebruikt. Als lineairebewegingsexpert werkt HepcoMotion samen met Beckhoff om gespecialiseerde versies van de PRT2- en 1-Trak-geleidingssystemen te ontwikkelen om samen te werken met de XTS. Die optie komt tegemoet aan de behoeften van zwaardere XTS-applicaties, waarbij de vereisten ten aanzien van bewegingsprofielen en duurzaamheid bijzonder hoog zijn.
De XTS gebruikt lineairemotortechnologie om onafhankelijk bestuurde movers langs een geleiding te voeren. Dat is uitermate bruikbaar in deze applicatie, aangezien die bij de bedieningsstations kunnen blijven staan. Een individuele mover kan daarom onafhankelijk van andere movers worden bestuurd en bij een bedieningsstation tot stilstand gebracht. Omdat iedere operatie een andere tijdsduur heeft, is dit een belangrijk voordeel voor de Kliklok ITC. De doorvoer wordt immers niet beperkt door het langzaamste proces.
De positionele nauwkeurigheid van de XTS is belangrijk voor de plaatsing van voedingsitems in de kartonnen doosjes. De beweging van elke mover wordt onafhankelijk bestuurd, hetgeen complexe hogesnelheidsbewegingsprofielen biedt zonder dat dit ten koste gaat van positionele nauwkeurigheid.
In die applicatie is het geoctrooieerde 1-Trak-geleidingssysteem van Hepco in het XTS-systeem geïntegreerd. Lichtgewicht movers, uitgevoerd met drie lagers, volgen een geleiding bestaande uit rechte en cirkelvormige boogsecties en een in clothoïdevorm gebogen overgang. Die vorm geeft de movers een soepeler beweging en laat de machine sneller en gelijkmatiger werken dan mogelijk zou zijn met een 'lopende geleiding' in ovalen vorm. De 1-Trak-systemen bieden stijfheid en een hoog niveau van nauwkeurigheid waarmee de XTS maximaal presteert.

STIJFHEID VOOR PRODUCTCONSISTENTIE EN LANGE LEVENSDUUR

De door het Hepco GFX-geleidingssysteem geboden systeemstijfheid is een belangrijk voordeel voor Kliklok - in het bijzonder voor de module die de kartonnen doosjes vormt. Die doosjes worden gevormd met een enkele servobestuurde plunjer, die direct druk uitoefent op de onafhankelijk bestuurde movers. Onvermijdelijk wordt een belasting op de movers uitgeoefend. Dit geldt ook tijdens de afsluitoperatie en de operatie die door de robotgestuurde vulmodule wordt uitgevoerd. Het stalen geleidingssystemen van de GFX is gebaseerd op de nauwkeurige V-geleidingstechnologie van Hepco - technologie die zich in de praktijk bewezen heeft en ervoor zorgt dat de movers strak langs de geleiding worden gevoerd. Dat zorgt voor nauwkeurige uitlijning en weerstand tegen verbuiging om inconsistente vorming van de kartonnen doosjes te vermijden. In een zware, hogesnelheidsapplicatie als deze is het van groot belang dat de kartonnen doosjes er allemaal hetzelfde uitzien; afwijkende doosjes kunnen storingen veroorzaken en daarom tot lagere productie en hogere kosten leiden. Bovendien zorgt de stijfheid van het systeem voor duurzaamheid op de lange termijn omdat de GFX belastingen en krachten aankan die bij andere componenten al snel tot slijtage zouden leiden.

ONDERHOUDSARM: ESSENTIEEL VOOR VEELEISENDE APPLICATIES

De verpakkingsindustrie staat bekend om veeleisende omstandigheden en zware concurrentie. Hoogwaardige onderdelen zijn dus noodzakelijk om de gebruikte machines elke dag weer storingsvrij te laten functioneren. Verpakkingsapplicaties moeten volgens planning verlopen en met uiterste betrouwbaarheid een hoge productdoorvoer realiseren om winstgevend te zijn. In het GFX-systeem worden componenten gebruikt van het beproefde Hepco PRT2-systeem, dat veelvoudig wordt toegepast in zware hogesnelheidsapplicaties en behalve smeren en incidentele reiniging verder weinig aandacht nodig heeft. Downtimekosten wordt daardoor verminderd en productiviteit gemaximaliseerd.

AANPASBAAR VOOR KARTONNEN DOOSJES VAN VERSCHILLENDE GROOTTE

Ook flexibiliteit is een belangrijke factor in het transportsysteem dat in deze applicatie wordt toegepast. De ITC is ontworpen om stroomlijn-verpakte producten te verwerken, zoals snackcakes, mueslirepen, snoeprepen en snackcrackers, maar ook rolverpakte producten als koekjes en crackers en diefold-producten, zoals duurdere chocoladerepen. Omdat de ITC een groot bereik aan kartonnen doosjes kan produceren, moet het transportsysteem in staat zijn om snel en efficiënt doosjes van uiteenlopende afmetingen te verwerken. De movers in dit transportsysteem kunnen gemakkelijk worden geprogrammeerd om dichter op of verder uit elkaar te bewegen, naargelang de afmetingen van de te verwerken doosjes. Dat kan gerealiseerd worden zonder het systeem opnieuw te configureren, waardoor op productietijd wordt bespaard en productdoorvoer wordt verhoogd.

Hoge snelheid

Met snelheden tot 2,5 m/s kunnen op de ITC tot 80 kartonnen doosjes per minuut worden gevormd, gevuld en gesloten. Het systeem gebruikt een 6 m lang GFX-circuit met 10 movers van het 1-Trak type met drie lagers en afmeting 34. Voedselveilig smeermiddel wordt vrijgegeven door het geïntegreerde druppelsmeringssysteem van Hepco, dat het smeermiddel direct op de V-vlakken van de rechte geleiding aanbrengt en zo voor effectieve smering van het geleidingssysteem zorgt.

PLUNJERMECHANISME VOOR HET VORMEN VAN KARTONNEN DOOSJES

Ook de DLS4 riemaangedreven lineaire actuator van Hepco wordt toegepast in de applicatie. Een 700 mm lange balk, uitgerust met een lange mover en een motoraansluitingskit aangepast aan de motor van de klant, levert het verticale plunjermechanisme om de kartonnen doosjes te vormen. De DLS4 is bestand tegen hoge snelheden, grote versnellingen en een zware belastingcyclus, waardoor het uitermate geschikt is voor de applicatie.

CONCLUSIE

De combinatie van het GFX-geleidingssysteem en de XTS heeft Bosch in staat gesteld een revolutionair product te ontwikkelen, met een van de hoogste verwerkingssnelheden die beschikbaar zijn voor een oplossing die zo weinig vloeroppervlak in beslag neemt. De GFX-geleiding voor XTS is een zeer veelzijdig product dat steeds vaker wordt toegepast in de verpakkingsindustrie voor applicaties zoals deze, waarbij gebruikers willen profiteren van hogere productiesnelheden met de mogelijkheid om gaandeweg productwijzigingen door te voeren.