Tappatura: ventata di futuro

“Miray” in giapponese significa “futuro”: non a caso, il velocissimo e versatile tappatore monostesta di nuova generazione messo a punto da CMI SpA porta questo nome, e detta nuovi standard per il comparto. Fondamentale, al proposito, la collaborazione con Bosch Rexroth, che ha contribuito a raggiungere un risultato ad alta tecnologia e alto rendimento.

Da oltre trent’anni CMI SpA progetta e realizza macchine per l’imbottigliamento, la tappatura, l’etichettatura e l’incartonamento, seguendo l’intero processo tecnologico, dall’arrivo del liquido al bancale. Da sempre orientata allo sviluppo di macchine all’avanguardia nelle funzioni e semplici nell’utilizzo, l’azienda di Oleggio (NO), oltre che sul know how tecnologico, punta sul grado di customizzazione di un prodotto che si adatta a qualsiasi esigenza. Un modus operandi, questo, possibile grazie alla flessibilità tipica delle aziende piccole ma qualificate.
«Senza falsa modestia, possiamo affermare di essere l’unica azienda italiana ad avere una gamma completa di prodotti che copre i tutti i settori: detergenza, personal care, farmaceutico, chimico, petrolchimico e food& beverage. Questo ci ha permesso di attestarci come fornitori anche di diversi gruppi multinazionali, fra cui PPG, Rohm and Haas, Bayer, Procter & Gamble, Henkel, Nestlé, Johnson, Kodak, Illy Caffè, Nalco, Unilever e Mafra», esordisce Franco Comoli, amministratore delegato di CMI SpA.
L’aggiornamento è stato continuo negli anni e, anche in un periodo poco favorevole come l’attuale, l’azienda ha dedicato grande attenzione all’innovazione, investendo cospicue risorse in R&S. Il tappatore Miray® rappresenta l’apice di questo percorso. Presentato alla clientela quando era ancora in fase progettuale, ha suscitato un interesse che ha oltrepassato ogni ragionevole aspettativa e i consensi si sono concretizzati in cinque macchine vendute in meno di sessanta giorni.

Flessibilità e velocità. Anticipare il mercato
Il progetto Miray è nato dopo una valutazione delle attuali richieste del mercato. La prima installazione è stata effettuata lo scorso anno presso la Meyer Chemie di Enger, un’azienda tedesca che produce cosmetici e detergenti per il car care. Nello sviluppo del nuovo tappatore, CMI non si è concentrata solo sulle esigenze del cliente, ma ha scelto di guardare lontano, e di trasferire nella nuova macchina tutti gli accorgimenti e le soluzioni capaci di fare la differenza.
Ecco il racconto di Riccardo Colombi, R&S manager, e Diego Vullo, manager del Technical Department: «Abbiamo sviluppato una macchina con una grandissima versatilità, che in parte stiamo ancora scoprendo. E anche se stiamo lavorando al 50% delle potenzialità, è ormai evidente che si tratta di una soluzione rivoluzionaria».
Miray è un tappatore  monotesta completamente automatico e autonomo, che può essere inserito in linee di confezionamento già esistenti. Si tratta di una macchina adatta alla chiusura di bottiglie con una grandissima varietà di tappi: a vite, dispenser, trigger, erogatori, a pressione e a pressione orientati.
La sua caratteristica peculiare è che, grazie alla gestione completamente automatica, permette di effettuare un cambio formato facile e ultrarapido. La procedura avviene in pochi e semplici passaggi: sostituzione della stella e della guida esterna senza utensili; sostituzione del sistema di presa tappo e guida senza utensili; rilevamento automatico altezza della bottiglia tramite sensore.
In base a questa soluzione, è la macchina che si adatta, in funzione dell’altezza della bottiglia, del tappo e della cannuccia, riducendo sensibilmente il tempo di passaggio da una tipologia di tappo e/o bottiglia alla successiva. «Il tutto in soli 3 minuti: si tratta di un risultato sorprendente rispetto ai 15 e a volte anche ai 30 minuti che caratterizzano le soluzioni disponibili sul mercato fino ad ora» commentano Colombi e Vullo.

Semplice e bello
Un aspetto del progetto su cui CMI ha puntato molto è la semplicità.
«Se è importante realizzare soluzioni su misura tese a soddisfare le particolari esigenze dei clienti, è altrettanto importante offrire macchine semplici e versatili, in grado di assumere diverse configurazioni e di coniugare alta tecnologia e costi contenuti: esigenze che non possiamo certo non considerare», aggiunge ancora Comoli. La gestione da parte dell’operatore è dunque semplificata, e Miray richiede solo l’inserimento nel pannello dei dati relativi alla cadenza produttiva oraria. Un’altra caratteristica che contraddistingue CMI è l’attenzione all’aspetto estetico. Miray, che verrà presentata a Rimini in occasione di Packology 2013, presenta un design semplice, senza alcun meccanismo a vista e questo anche nell’ottica di un suo utilizzo in ambito cosmetico e farmaceutico.

Il ruolo del controllore
L’apparente semplicità di questi principi nasconde un bagaglio di idee,  tecnologia e competenza notevoli. Per la completa riuscita del progetto, è stato comunque fondamentale affidarsi a un partner di eccellenza come Bosch Rexroth, che ha contribuito a realizzare una soluzione completa d’automazione, basata sull’interazione di elettronica, meccanica e pneumatica.
«Fin dal primo incontro, abbiamo esaminato insieme i problemi e discusso delle soluzioni meccatroniche capaci di rispondere al meglio alle aspettative tecniche e funzionali del progetto», commenta Luca Stanzani, responsabile del settore Food, Packaging & Printing di Bosch Rexroth.
«D’altronde, uno degli aspetti che ci contraddistingue sul mercato è proprio la disponibilità e capacità di studiare e approcciare i progetti in maniera globale e interdisciplinare, e non in termini di semplice prodotto e tecnologia».
Nello specifico è stata realizzata un’architettura elettronica di controllo basata  sulla piattaforma Indramotion for Packaging, con un controller MLC che assolve tutte le funzioni di motion, sei servo azionamenti della serie IndraDrive Cs con funzione safety STO certificata (SIL 3, Cat. 4 PL e), motori brushless ad alta efficienza e riduttori epicicloidali. Sul piano meccanico, invece, l’applicazione prevede l’utilizzo di linearmoduli ed elettrocilindri EMC.
Completa la soluzione l’automazione  pneumatica, caratterizzata da elettrovalvole, gruppo trattamento aria, cilindri normalizzati e pinzetta di pre-stiro. Il software di gestione è made in CMI.
Il risultato? «Un concentrato di tecnologia fuori dall’ordinario. Tramite il controllore multiasse, Miray sincronizza i movimenti e le camme in tutte le fasi e in tutte le varianti di processo, ottenendo cadenze produttive nell’ordine dei 2000 pezzi/ora e oltre. Si tratta di una velocità produttiva superiore di almeno il 40% rispetto a una macchina tradizionale» sottolinea Colombi.

Sviluppi all’insegna della collaborazione
Il processo di innovazione e miglioramento, tuttavia, non si arresta. I progettisti della CMI già annunciano che sulle macchine di prossima realizzazione è previsto un motore brushless aggiuntivo, che regola la coppia di serraggio del tappo e il corretto orientamento rispetto alla bottiglia. Denominato Screwmaster®, il nuovo sistema esclusivo di avvitatura effettua il monitoraggio dei parametri di coppia, velocità e posizione, e garantisce un controllo qualità al 100% del prodotto finito. Inoltre può elaborare una statistica della fase di avvitamento, rilevando il passo di filettatura del tappo oppure la forza necessaria per la tappatura a pressione, e il relativo scarto in caso di non conformità.
L’automazione del Miray è stata dunque definita nel corso di una collaborazione che va al di là della semplice fornitura, in cui è risultata fondamentale la partecipazione costruttiva e collaborativa di Bosch Rexroth al progetto. La condivisione di informazioni ed esperienze ha permesso anche di ridurre i tempi in misura davvero eccezionale - 3 mesi in tutto, dal progetto al collaudo - e di affinare l’impianto in modo da raggiungere le ottime prestazioni che infatti presenta.
«Realizzare il Miray - afferma Comoli - è stata a un tempo una bella sfida e un bel successo di squadra. Bosch Rexroth ha operato con grande disponibilità e profonda competenza tecnica. L’approccio meccatronico di Rexroth e la conoscenza delle problematiche specifiche del settore si sono rivelati davvero fondamentali».
Analoga soddisfazione esprime Bosch Rexroth: «La cosa che più mi ha colpito nella collaborazione con CMI sono stati la determinazione e l’entusiasmo fuori dal comune. Abbiamo avuto la fortuna di lavorare con un’azienda fortemente motivata, e che ha sempre creduto nell’innovazione - conclude Stanzani - e oggi trovare partner di questo tipo è ancora più importante, perché il continuo confronto è lo strumento migliore per crescere e progredire».   

Miray: le caratteristiche tecniche
Sistema automatico di pick & place
Pre-stiro automatico della cannuccia
Algoritmo di avvitatura Screwmaster: controlla la coppia di serraggio del tappo, il corretto orientamento rispetto alla bottiglia e il relativo controllo qualità al 100%
Sensore elettronico per il rilevamento dell’altezza della bottiglia
Sistema di lubrificazione programmata (segnala all’operatore quando è necessaria)
Sistema di autodiagnosi delle temperature degli assi, gestita da pannello operativo
Manuale online su pannello touch screen, consultabile direttamente dall’operatore

Nota: Miray e Screwmaster sono marchi depositati di CMI SpA che se ne riserva ogni diritto e utilizzo.