Ciclos de vida curtos dos produtos e uma tendência ininterrupta à individualização estão cada vez mais levando as máquinas convencionais de montagem e produção a seus limites. O assunto é ainda mais complicado pela necessidade de lidar com novos tipos e materiais de embalagem. Com sua nova máquina, o fabricante alemão de máquinas de embalagem Wolf mostra como a tecnologia da B&R pode mover produtos através da linha com flexibilidade e manuseio delicado, sem precedentes.

"As principais cadeias de varejo e players globais da indústria de embalagens têm como objetivo concluir a transição para embalagens ecológicas nos próximos anos", diz Markus Schmachtel, chefe de design e engenharia da Wolf. Desde que foi fundada, em 1988, a Wolf já entregou mais de 3.000 máquinas de envase e empacotamento, criando um nome bastante especial, especialmente na indústria de alimentos. Olhando para trás em sua igualmente longa carreira em tecnologia de embalagens, Schmachtel é capaz de recordar muitas revoluções ao longo do caminho. "Normalmente, um engenheiro de projeto tenta resolver novos requisitos com uma abordagem mecânica. À medida que a variedade de tipos e materiais de embalagem continuam a crescer, no entanto, as máquinas de embalagem precisam de soluções de transporte que sejam substancialmente mais flexíveis e delicadas no manuseio do produto do que os transportadores acionados por correntes puramente mecânicos, que prevaleceram até agora.

A Wolf oferece uma máquina empacotadora vertical que oferece fácil troca entre todos os tipos de embalagens comumente utilizadas, incluindo embalagens planas ou reforçadas, bem como embalagens com bordas seladas. Até agora, uma máquina de fechamento superior conectada à máquina empacotadora vertical, transportava os produtos utilizando correntes acopladas, que possuíam acessórios empurradores, que formavam compartimentos para os pacotes. Com esse design, os pacotes eram transportados na posição vertical por todo o mecanismo de transporte, de forma sincronizada com o tempo da máquina vertical. À medida que os pacotes se moviam, o fundo deslizava sobre a placa da base do sistema de transporte.

Com sua nova máquina, o fabricante alemão de máquinas de embalagem Wolf mostra como a tecnologia da B&R pode mover produtos através da linha com flexibilidade e manuseio delicado, sem precedentes.

Transporte delicado de embalagens ecológicas sensíveis

Por uma combinação de razões ambientais e de marketing, o papel está ganhando popularidade como material de embalagem. Especialmente em velocidades de transporte mais altas, no entanto, as partes inferiores das embalagens de papel podem estar sujeitas a muita pressão ou as próprias embalagens podem se deformar devido a forças de cisalhamento. Papéis grossos e rígidos são particularmente suscetíveis a esses problemas. "Você pode minimizar o problema de deformação dos pacotes colocando um revestimento especial nas superfícies afetadas", explica Schmachtel. "Mas isso desgasta com o tempo e contamina o ambiente de produção. Um número crescente de empresas está até proibindo o uso de tais revestimentos em suas áreas de produção. Um número crescente de empresas está proibindo esses revestimentos em suas áreas de produção, portanto nossos clientes irão apreciar com toda a certeza uma solução de transporte de produtos praticamente livre de desgastes".

Para estar preparado para os desafios futuros, o fabricante de máquinas decidiu desenvolver uma nova máquina de fechamento superior. Uma variedade de sistemas de transporte dissociados foi testada em relação à carga útil, manuseio dos transportadores e suporte ao fornecedor. O sistema SuperTrak baseado em motor linear de estator longo da B&R - projetado especialmente para o mais alto nível de desempenho - prevaleceu no final.

A Wolf desenvolveu sua máquina de fechamento superior especialmente para a faixa de desempenho mais elevada, com uma solução de transporte desacoplado baseada no SuperTrak, sistema de motor linear de estator longo, da B&R.

Em combinação com uma ou duas máquinas verticais e uma correspondente unidade de dosagem - o objetivo para a variante simples da máquina de fechamento superior era ser capaz de produzir, encher e selar até 80 pacotes por minuto. Para a variante dupla, a meta era de 130 pacotes por minuto.

Troca com o mínimo esforço

Outro objetivo era que a máquina pudesse lidar com uma ampla variedade de tipos de embalagens, materiais e métodos de fechamento com o mínimo de esforço possível para a troca. Isso permitiria que os operadores da planta reagissem com maior flexibilidade às exigências do mercado e pudessem escolher entre uma variedade de tipos de fechamento, como fechamento por etiqueta, fechamento de duas abas, fechamento pela parte superior ou clipe.

Para isso, os pacotes formados, preenchidos e selados pela máquina empacotadora vertical devem ser entregues ao sistema de transporte da máquina de fechamento superior, que os levará às várias estações de processamento. No caso de um pacote de fundo com fecho por etiqueta, essas estações formariam a parte superior, pressionariam, cortariam, selariam e dobrariam para formar um pacote compacto, sem espaço desnecessário na parte superior. Finalmente, a parte superior dobrada é presa ao pacote em formato de bloco por uma etiqueta.

O sistema de transporte da máquina de fechamento superior move os pacotes individualmente pelas várias estações de processamento.

Transportadores independentes para máxima flexibilidade

Ao contrário de um transportador acionado por correntes com acoplamento fixo, o sistema SuperTrak transporta as embalagens em berços montados em transportadores controlados de forma independente. Isso permite que os transportadores passem pelas estações de processamento da máquina de fechamento superior, independentemente da taxa em que saem da máquina empacotadora vertical.

"Como os pacotes são transportados pela máquina nos berços, não há forças de cisalhamento no fundo do pacote", explica Schmachtel. "Cada transportador pode ser programado e controlado individualmente. Isso nos permite adaptar os perfis de movimento para diferentes tipos e conteúdos de embalagens, o que nos permite produzir com mais eficiência e suavidade do que nunca. "

Os transportadores também podem se deslocar para trás. Os projetistas de Wolf utilizaram esse recurso para incorporar um movimento vibratório no perfil de movimentação da máquina de fechamento superior. "Isso elimina a necessidade de uma estação separada que vibre os pacotes para comprimir o material granulado. O espaço economizado pode ser utilizado para outra finalidade. O processo de vibração não precisa mais ser concluído dentro de um determinado período de tempo, portanto isso pode ser implementado com mais suavidade e/ou mais eficácia. Os usuários também podem implementar diferentes perfis de movimento, com funções personalizadas de vibração para diferentes tipos de produtos.

Maior produção

Graças aos perfis de movimento livremente programáveis, os projetistas têm mais liberdade na organização das estações de processamento, e podem eliminar ou adicionar estações conforme o necessário. Uma maneira de tirar proveito disso é duplicar as estações com tempo crítico, a fim de aumentar a produção ou atingir um tempo de ciclo alvo. Você pode fazer isso sem precisar ter duas estações, como faria com um sistema de transportador de corrente fixa.

Os perfis de movimento programáveis também possibilitam o processamento de vários tipos ou materiais de embalagem na mesma linha com o mínimo de esforço adicional, simplesmente adicionando ou pulando as etapas de processamento de certos pacotes. Isso torna a máquina de fechamento superior baseada no SuperTrak a contrapartida ideal da máquina embaladora vertical flexível, da Wolf:

"O SuperTrak torna possível aumentar a produção ou produzir variantes de produtos com mínimos custos adicionais", acrescenta Schmachtel. "Isso também facilita a integração na linha de produção do usuário, e os perfis de movimento personalizáveis nos dão mais liberdade em relação ao local onde posicionamos as estações de transferência para a máquina embaladora vertical ou encaixotadora. Todo o layout do sistema é realmente fácil de ser adaptado à situação no local ". O design modular dos trilhos guia do sistema de alta velocidade SuperTrak oferecem ao fabricante de máquina graus adicionais de liberdade na criação do layout da máquina. "Podemos facilmente aumentar ou diminuir a máquina de fechamento superior e ajustar o número de transportadores, conforme o necessário", diz Schmachtel. "A flexibilidade de mudar a direção geral do movimento facilita a adaptação a novos requisitos".

Graças aos perfis de movimento livremente programáveis do SuperTrak, os designers têm mais liberdade na organização das estações de processamento e podem pular ou adicionar estações conforme a necessidade.

Layout do sistema com muitos graus de liberdade

Na primeira máquina da nova geração construída pela Wolf, um simples SuperTrak oval, composto por dois segmentos curvos de 180 ° e seis segmentos retos, cada um com um metro de comprimento, foi suficiente para atender às especificações. Isso ocorre em grande parte porque os segmentos curvos do SuperTrak também podem ser utilizados para processamento. Wolf até planejou reservas de espaços suficientes para acomodar estações adicionais no futuro - mesmo em fases posteriores do ciclo de vida do sistema.

"A ferramenta de simulação da B&R nos permitiu verificar com antecedência se o projeto atual e quaisquer expansões futuras seriam capazes de atingir o tempo de ciclo desejado. Conseguimos identificar o número certo de transportadores e estações de processamento paralelas para lidar com o respectivo tipo de pacote. Dessa forma, podemos evitar investimentos desnecessários e minimizar os riscos de desenvolvimento ", argumenta Schmachtel. A alta eficiência de energia do sistema também reduz os custos de operação. Com a solução SuperTrak, a única coisa que precisa ser movida são os transportadores e os berços das embalagens. Isso é consideravelmente uma menor massa do que com um sistema de transporte permanentemente acoplado, o que significa menos energia para aceleração e frenagem. A energia de frenagem também é recuperada e utilizada para acelerar os transportadores.

Com a solução SuperTrak, a única coisa que precisa ser movida são os transportadores e os berços das embalagens -- a massa é consideravelmente menor do que com um sistema de transporte permanentemente acoplado, o que significa menos energia para aceleração e frenagem.

Terreno fértil para inovações

O potencial da nova solução de transporte está longe de esgotar-se e dá à Wolf espaço para futuras inovações, como Schmachtel tem o prazer de destacar: "Nós apenas começamos a explorar as possibilidades do SuperTrak. Seria possível, por exemplo, que dois transportadores segurassem um pacote e o abrissem enquanto o deslocam entre estações ou que se combinasse transportadores para aumentar a carga útil do sistema. Coisas assim abrem novas possibilidades interessantes para projetar novas e inovadoras máquinas de envase e embalagem ".

Autor: Franz Rossmann, jornalista de tecnologia da região de Munique

Markus Schmachtel

Chefe de Design e Engenharia, da Wolf

"Cada transportador pode ser programado e controlado individualmente. Isso nos permite adaptar os perfis de movimento para diferentes tipos e conteúdos de embalagens, o que nos permite produzir com mais eficiência e suavidade do que nunca. "

SuperTrak

SuperTrak foi desenvolvido especialmente para operação 24/7 em ambientes industriais rigorosos. Ele é confiável, seguro e suporta cargas muito altas. O SuperTrak também otimiza os tempos de troca ao fabricar vários produtos na mesma linha. Assim que o operador escolhe uma opção diferente, o sistema de transporte se adapta automaticamente o fluxo de produtos. Os transportadores podem ser substituídos facilmente sem a necessidade de se desmontar a pista. Isso faz com que o tempo de reparo médio seja muito baixo e a produtividade da planta aumente como um todo.

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