Adres strony:  http://packaging-polska.pl/pg/pl/content/technologia/innowacyjna_saszetka.html

Innowacyjna saszetka

Nie ustając w dążeniu do zapewnienia najlepszych wrażeń smakowych herbat, firma Twinings zleciła producentowi maszyn IMA skonstruowanie nowej linii do produkcji zmodyfikowanych saszetek do herbat oraz opakowań. W ciągu zaledwie ośmiu miesięcy firma IMA oraz jej partner w dziedzinie automatyzacji – B&R zdołały nadać nowym maszynom walory inteligencji i elastyczności, które umożliwią firmie Twinings realizację w praktyce produkcyjnej postulatów koncepcji Industry 4.0.

 

Zapewniając niezrównane wrażenia smakowe konsumentom herbat na całym świecie, firma Twinings stała się siłą napędową rosnącej popularności herbat zdrowotnych. Kluczowym czynnikiem tego sukcesu jest projekt saszetki. W oczach konsumentów, zaletą nowego pomysłu na pakowanie herbat jest innowacyjne rozwiązanie otwarcia i zamknięcia pudełek oraz unikalny format pojedynczych saszetek, który ułatwia rozróżnienie produktów. Badania konsumenckie potwierdziły, że nowy projekt dorównał renomie marki – bardzo wysoko oceniono zarówno aromat, jak i świeżość herbat pakowanych w taki sposób. Wprowadzając nową linię do produkcji zgrzewanych na gorąco saszetek z herbatą przedsiębiorstwo mogło z satysfakcją korzystać z owoców swej długoletniej współpracy z producentem maszyn, firmą IMA.

 

Innowacyjna saszetka z wstawkami po bokach umożliwia bardziej efektywne zaparzanie herbaty.

 

  

W odpowiedzi na wyzwania

Ścisły i obligatoryjny harmonogram narzucony przez Twinings dla tego przedsięwzięcia był głównym wyzwaniem, które skłoniło IMA do skonstruowania nowej maszyny C59 od początku. Choć IMA ma znaczne doświadczenie w zastosowaniu wyników najnowszych prac badawczo-rozwojowych do konstruowania nowych maszyn, współpraca z rzetelnymi dostawcami i możliwość korzystania z ich specjalistycznej wiedzy również odegrały niebagatelną rolę w sukcesie firmy. Przy realizacji tego ambitnego projektu, IMA postanowiła oprzeć się na rozwiązaniach automatyki pozyskanych z jednego źródła – firmy B&R. Był to pierwszy przypadek kompleksowej współpracy między firmami, stąd kwestia dotrzymania tak ścisłego harmonogramu stanowiła wkalkulowane ryzyko, które jednak opłaciło się ponieść.

Znaczący wpływ na wybór strategii rozwoju miał również obowiązujący harmonogram ustalony z klientem końcowym. Jednym z czynników, które umożliwiły firmie IMA sprostanie temu wyzwaniu były gotowe moduły oprogramowania B&R. Ponadto dzięki cennemu wsparciu pracowników oraz zaawansowanym funkcjom symulacji realizowanym bezpośrednio w Automation Studio, można było ustalić precyzyjnie parametry krytycznych części maszyny już w fazie projektu koncepcyjnego. Zintegrowana z napędem technologia bezpieczeństwa B&R oraz jedno-kablowe złącza hybrydowe silnika pozwoliły firmie IMA znacznie skrócić czas potrzebny na okablowanie oraz na spełnienie wymagań bezpieczeństwa CAT3 (EN 13849-1) wymaganego przez Twinings. Na koniec, zastosowanie systemu odzyskiwania energii pozwoliło w znacznym stopniu ograniczyć zużycie energii i dyspersję ciepła w szafie elektrycznej.

 

Symulacje kluczem do sukcesu

Symulacja dynamicznego zachowania całego systemu IMA, w tym napędów i obciążeń, umożliwiła precyzyjne ustalenie parametrów każdego komponentu mechanicznego w celu optymalizacji relacji między bezwładnością i odpornością na uszkodzenia. Możliwość przeprowadzenia tego etapu bezpośrednio w środowisku programistycznym przed zbudowaniem prototypu miała zasadniczy wpływ na terminowe ukończenie projektu.  

Symulacja zapewniła również wysoki stopień dokładności w ustalaniu wielkości silników elektrycznych. Zaobserwowano doskonałą korelację między teoretycznymi krzywymi momentu obrotowego, uzyskanymi w wyniku symulacji pracy silnika i krzywymi uzyskanymi w pomiarach wykonanych na tej samej maszynie. 

Przy tak wiarygodnych wynikach, symulacja okazała się dogodnym narzędziem pozwalającym uniknąć błędów w doborze komponentów elektrycznych. Czas konstruowania został znacznie skrócony, gdyż nie było potrzeby zastępowania komponentów mechanicznych lub elektrycznych z powodu błędów nieujawnionych przed uruchomieniem.  

To podejście umożliwiło również firmie IMA wcześniejsze wykonanie licznych testów geometrii mechanizmów i profili ruchu, które pozwalają przewidzieć ich zachowanie dynamiczne z minimalnym marginesem błędu. Radykalne ograniczenie liczby  testów wymaganych na rzeczywistej maszynie, umożliwiło przeprowadzenie bezproblemowego uruchomienia.

 

Dodatkowe efekty

Firma B&R dołączyła do IMA na wczesnym etapie projektu, aby wspólnie wypracować nowe podejście do produkcji saszetek do herbaty. Celem było umożliwienie wykonywania wielu formatów na jednej maszynie z szybkością prawie dwukrotnie wyższą niż w przypadku istniejących maszyn – w rekordowo krótkim czasie realizacji dostawy, wynoszącym zaledwie kilka miesięcy. Rozwiązanie oferowane przez B&R, reprezentujące najnowocześniejszą technologię, to m.in. nowa seria silników z enkoderami EnDat -2.2 połączonymi pojedynczym kablem hybrydowym i sterowanymi za pomocą zaawansowanych algorytmów SafeMOTION oraz funkcje regeneracji mocy realizowane przez napędy ACOPOSmulti tej firmy. Idealną synchronizację oraz komunikację mającą wpływ na bezpieczeństwo, pomiędzy co najmniej dwudziestoma osiami maszyny zapewnia protokół openSAFETY przez  POWERLINK. Na licznych niewielkich stelażach zainstalowane są bloki napędów, odpowiadające modułowej budowie samej maszyny, natomiast wspólna szyna DC umożliwia maksymalną oszczędność energii.

Zwiększenie popytu na herbaty ziołowe skłoniło firmę Twinings do modernizacji technologii stosowanej do produkcji jednokomorowych saszetek do herbaty. Efektem jest nowa maszyna C59, w której połączono zaawansowaną technologię obsługi z wyszukanym wzorem nowej saszetki z wstawkami po bokach, umożliwiającymi bardziej efektywne zaparzanie. Jako urządzenie typu „dwa w jednym”, oferuje w pełni zintegrowane rozwiązanie służące do formowania przepływowo pakowanych i zliczanych jednokomorowych saszetek z herbatą, co pozwala maksymalne ograniczyć przestrzeń zajmowaną przez maszyny. Pakowanie przepływowe eliminuje fazę końcowego owijania i związane z nią ryzyko zanieczyszczenia ze strony wytwarzanego z makulatury kartonu, zwiększając dodatkowo efektywność produkcji. Dla dopełnienia cyklu, maszynę C59 można łatwo połączyć z zainstalowanym za nim urządzeniem do pakowania w kartony. 

 

Zwiększenie popytu na herbaty ziołowe skłoniło firmę Twinings do modernizacji technologii stosowanej do produkcji jednokomorowych saszetek do herbaty.

 

 

Doskonałe rezultaty

Wykonana w ciągu zaledwie ośmiu miesięcy maszyna C59 – z nową architekturą sterowania, mechaniką i funkcjami – produkuje obecnie saszetki herbaty z wydajnością 900 sztuk na minutę. Technologia napędów ACOPOSmulti z regeneracją przyczyniła się do ograniczenia zużycia energii o dwucyfrową wielkość procentową. Funkcje modułowego oprogramowania firmy B&R i symulacja w środowisku Automation Studio pozwoliły znacznie skrócić czas konstruowania.

 

« poprzedni   |   następny » « wróć