Sleeveratrice con taglio elettronico

Controllato da un machine controller Omron Serie NJ, lavora in continuo e riduce al minimo i tempi di cambio formato: l'impianto per l’applicazione di sleeve termoretraibili sviluppato da Clever prevede il taglio del film mediante camme elettronica.

La globalizzazione ha determinato un cambio radicale nelle gerarchie dei costruttori di macchine: sempre di più il mercato tende, infatti, a premiare chi è in grado di sviluppare applicazioni caratterizzate da un livello di complessità elevato. È il caso di Clever (Altavilla Vicentina), costruttore di sleeveratrici abbinate a tunnel di termoretrazione, che in 25 anni di esperienza industriale in svariati settori (beverage, food, non-food, cosmetico, farmaceutico, detergenza) è diventata una delle poche realtà nazionali in grado di confrontarsi con produzioni di qualsiasi tipo.

«Il nostro obiettivo - spiega Silverio Tagliaferro, fondatore e CEO dell’azienda -  è di vestire i prodotti in base alle richieste del cliente. Che si tratti di un’etichetta piuttosto che di un packaging coordinato destinato alle promozioni, studiamo ogni singolo progetto in tutte le sue variabili, sia dal punto di vista meccanico che elettronico».

Dal marketing alla produzione
La specializzazione negli sleeve termoretraibili consente a Clever di offrire  risposte concrete alle richieste dei reparti marketing, alla ricerca di soluzioni creative e originali per migliorare l’appeal dei propri prodotti. «Seguiamo le aziende fin dallo sviluppo del prodotto - tiene a precisare il responsabile, anche perché «al giorno d’oggi tutto gira intorno al marketing; è il prodotto in molti casi a “scegliere” il consumatore non viceversa, e una buona confezione può cambiare il destino delle merci. In molti casi siamo chiamati a seguire i nostri partner nello studio della psicologia dell'end user».
Il che si traduce in concreto nella progettazione di macchine speciali, calibrate su tutti i parametri che concorrono a “rivestire” un prodotto: velocità, materiali, orientazione degli sleeve, strappo, forma, dimensioni, sigillatura, rifiniture, termocolle, cluster promozionali... Fattori che contribuiscono ad aumentare la complessità e il fabbisogno di automazione degli impianti stessi. Da qui la decisione di Clever di affidare la gestione dell’elettronica a un partner qualificato, nel caso specifico Omron.
«La componentistica Omron, che adottiamo ormai in pianta stabile da più di 5 anni sulle nostre soluzioni, ha contribuito in modo decisivo a offrirci tutte quelle risorse (sia a livello hardware che di supporto nell’ingegnerizzazione) che ci consentono di rispondere alle richieste del cliente» spiega Tagliaferro. «Omron dispone infatti di quel genere di prodotti adatti a sviluppare macchinari veloci  o che hanno necessità di movimentazione rapida, e tutto all'insegna della massima affidabilità. Funzionalità in genere molto specifiche, che è difficile, se non impossibile, trovare altrove».

UN TEST DI SUCCESSO
Una prima sleeveratrice a taglio elettronico è già stata testata con successo da Bolton per il confezionamento di flaconi di sapone liquido della linea Neutro Roberts.
L’impianto è stato progettato per operare in ciclo continuo (senza pause di arresto per il cambio film) a velocità di circa 14mila bottiglie/ora per singola testa. Clever e Omron hanno lavorato su una configurazione capace di garantire la massima flessibilità nelle operazioni di cambio prodotto; gli operatori possono di fatto modificare sia la fase dell’inserimento dell’etichetta nelle bottiglie sia quella di taglio.
Quattro servoazionamenti Omron G5 (due per ogni testa) operano in linea per poi sfasarsi durante il taglio sulla bottiglia con un tempo di posizionamento (per il taglio) di circa 20 ms e una banda passante di 2 KHz. A questi si aggiungono altri tre servoamplificatori brushless per il tiro del film e il “lancio” sulla bottiglia.
La termoregolazione viene gestita in maniera centralizzata sfruttando le funzionalità di autotuning del machine controller NJ Omron. Clever ha potuto utilizzare l’istruzione interna di PID interna al PLC per regolare i parametri di proporzionale/integrale/derivativo in automatico in funzione dell’ambiente di lavoro. La messa in efficienza della macchina è avvenuta in tempi rapidissimi, come sottolinea Andrea Parlato, tecnico Clever: «Normalmente servono intere giornate per regolare un PID in modo preciso. Ma la soluzione adottata ha accorciato i tempi in modo drastico, permettendo una regolazione del PID direttamente nell’ambiente di lavoro del cliente».

La flessibilità prima di tutto
Clever progetta e realizza impianti di vario tipo che operano a velocità comprese fra i 3000 e i 50.000 pezzi/ora a seconda del tipo di applicazione. «Le differenze dipendono dal tipo di commessa ed è il cliente a fissare gli obiettivi, determinando la tecnologia da adottare e, di conseguenza, la cadenza di produzione» puntualizza Tagliaferro. «Questo ci ha portato a studiare nel tempo applicazioni complesse: grazie al supporto di Omron oggi possiamo di fatto vestire qualunque tipologia di contenitore, di qualsiasi formato e materiale, dalla bottiglia per il beverage al flacone di detersivo».
Una sleeveratrice “tipo” è in grado di rivestire bottiglie, taniche, flaconi, barattoli, vasetti, vaschette, pacchetti, lattine, astucci e altri contenitori di plastica o vetro con un film in PVC termoretraibile, realizzando contenitori attraenti e orientati ai gusti del consumatore».
In genere le etichette vengono svolte su una bobina, tagliate in fase e inserite a una a una sui contenitori, quindi vengono passate nel tunnel di termoretrazione. Questo è uno dei passaggi chiave del processo: la macchina deve fare in modo che l'etichetta si termoretragga in modo preciso e centrato sul contenitore, senza deformare le scritte. Clever ha perciò optato per una macchina estremamente flessibile, in grado cioè di essere calibrata sulla base di tutte le principali variabili in gioco: temperatura del vapore, quantità, portata, posizionamenti. Parametri che possono essere salvati e richiamabili dal pannello operatore per le varie esecuzioni.
Impianti di questo tipo sono gestiti normalmente da PLC Omron (Serie CJ1 o CJ2) concentrando tutte le funzioni chiave all’interno di una singola CPU. In questo modo il cliente può controllare gli ingressi ad interrupt in modo rapido, aumentare la velocità per il tiro del film nonché il livello di precisione nella centratura dell’etichetta. Il tiro del film viene comandato da motori brushless Omron Serie G; tutte le operazioni che attengono allo svolgimento del film dalla coclea, al taglio e alla parificazione delle etichette sono invece demandate agli inverter Serie V1000. Completano il quadro i componenti per la sicurezza: la centralina Omron G9SB e i safety switch sulle porte.

Taglio elettronico: un vantaggio nel cambio formato
Nell’ottica di migliorare il livello qualitativo della propria offerta, sia in termini di velocità che di precisione, Clever ha sviluppato una sleeveratrice di nuova concezione che opera mediante taglio elettronico.
Si tratta di una soluzione basata sul motion controller Omron NJ che distribuisce le operazioni di taglio su due teste: quando il film si esaurisce su una testa, la macchina può comunque lavorare a velocità dimezzata sulla seconda per poi tornare a pieno regime al termine del cambio film. Rispetto alle soluzioni tradizionali, dove il taglio viene demandato a una camma meccanica sempre sincrona con l’avanzamento delle bottiglie, questa architettura consente inoltre di cambiare prodotto e formato senza dilatare i tempi di produzione, ma semplicemente impostando il passo della coclea e la lunghezza del film. In particolare, l’impiego di un controller Omron NJ di nuova generazione si è rivelato decisivo per impostare il cambio al volo, ottenendo prestazioni superiori sia in termini di precisione (distanza dalla tacca di riferimento per l’applicazione dello sleeve) sia in termini di velocità. 
In questa configurazione, inoltre, la sleeveratrice risulta essere mediamente più flessibile, dato che consente di ampliare il raggio d’azione delle applicazioni: non più un singolo prodotto all’anno, ma anche più di una commessa in contemporanea. Le velocità ridotte, infatti, consentono di lavorare anche su un doppio formato in simultanea, con un evidente vantaggio di costi.

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