Plocha stroja znížená o 60
Vďaka technológii IO-Link je systém efektívnejší a výrazne šetrí miesto
Priemysel:Potravinársky a obalový priemysel |Zákazník:Triangle Package Machinery
Aby spoločnosť Triangle Package Machinery splnila požiadavky zákazníkov na menšie a efektívnejšie stroje, ktoré zároveň spĺňajú požiadavky na hygienický dizajn, hľadala dve riešenia v jednom. Spoločnosť so sídlom v Chicagu, ktorá vyrába vertikálne stroje na tvarovanie, plnenie a uzatváranie predovšetkým pre potravinársky priemysel, integrovala do svojho nového stroja Compact Sanitary Bagger (CSB) riadiacu architektúru IO-Link od spoločnosti Balluff a snímače, aby zjednodušila architektúru stroja a riadenia. Integráciou systému Balluff IO-Link sa podarilo výrazne zmenšiť plochu, kabeláž a veľkosť panelu, zlepšiť hygienické vlastnosti a zvýšiť servisovateľnosť ich najnovšej modulárnej konštrukcie stroja.
V odvetví balenia stojí podlahová plocha peniaze. Čím širší je stroj, tým menej liniek môže prevádzkovať. Spoločnosť Triangle Package Machinery, chicagský výrobca vertikálnych strojov na tvarové plnenie a uzatváranie, čelila jedinečnej výzve zo strany svojich zákazníkov v odvetví výroby šalátov. Z prieskumu spoločnosti Triangle u jej zákazníkov vyplynulo, že potrebujú vysokú rýchlosť výroby na linku, ale nižšiu rýchlosť stroja, aby listová zelenina pekne zapadla do vrecka. Na splnenie tejto potreby výskumný a vývojový tím spoločnosti Triangle vyvinul nový kompaktný sanitárny vrecovač (CSB), ktorý je dostatočne úzky na to, aby sa na jednu linku mohli inštalovať dva stroje v dvojitej konfigurácii.
Spoločnosť Triangle veľmi dobre pozná požiadavky potravinárskeho baliaceho priemyslu. Hygienický dizajn je nevyhnutnosťou, preto sa tím spoločnosti Triangle rozhodol pre pevný, kompletne zváraný rám z nehrdzavejúcej ocele s okrúhlymi tyčami, aby sa nikde nemohli hromadiť zvyšky výrobkov. Ovládacia skrinka existujúcich strojov na vertikálne tvarovanie, plnenie a uzatváranie (VFFS) vreciek spoločnosti Triangle je umiestnená na jednej strane rámu. Táto konfigurácia bola výhodná z hľadiska čistenia a údržby, ale spôsobila, že stroj bol široký približne 60 palcov. Návrh užšieho stroja si vyžadoval iný prístup.
V rámci výberového konania boli vybrané tri spoločnosti, ktoré disponovali technológiou a podporou, aby pomohli spoločnosti Triangle realizovať nový dizajn. Spoločnosť si vybrala spoločnosť Balluff. Spoločnosť Balluff má veľkú a stále rastúcu knižnicu snímačov IO-Link a vďaka povesti spoločnosti Balluff v oblasti podpory to bola bezpečná voľba. Rozhodujúcim faktorom však bol blok hlavného zariadenia IO-Link z nehrdzavejúcej ocele Balluff s krytím IP69K. Vďaka bloku I/O, ktorý spĺňal požiadavky USDA/3A, bolo možné niektoré komponenty z rozvádzača odstrániť a premiestniť do stroja.
"Obvykle sú riadiace skrine väčšie, ako je potrebné," hovorí Wolf, manažér výskumu a vývoja spoločnosti Triangle. "Riadiaca skriňa, ktorú bežne používame, nie je pri kúpe štandardného stroja plne využitá. Ale keď pridáte aplikátor zipsu alebo (iné) funkcie, pridáte tri alebo štyri servá a vtedy je ovládacia skrinka plne využitá." To vysvetľuje veľký otočný ovládací box, ktorý je štandardnou súčasťou veľkých baliarenských strojov VFFS spoločnosti Triangle.
Tieto možnosti si vyžadujú kabeláž, vrátane káblov, ktoré predtým viedli do ovládacieho boxu. Použitím hlavného bloku z nehrdzavejúcej ocele a rozbočovača z nehrdzavejúcej ocele od spoločnosti Balluff sa spoločnosti Triangle podarilo znížiť počet káblov vedúcich do ovládacieho boxu zo 40 až 50 na približne 25. To umožnilo zmenšiť veľkosť ovládacieho boxu o 50 % a namontovať ho vo vnútri stroja. Vďaka rozšíriteľnosti IO-Link je možné pridávať voliteľné funkcie bez toho, aby bolo potrebné viesť ďalšie káble do riadiacej skrinky, a to buď pri prvotnej inštalácii, alebo pri dodatočnej montáži. Spoločnosť Triangle má teraz k dispozícii štandardnú riadiacu skrinku, ktorú možno vyrobiť v množstve a skladovať, čím sa skracuje čas inštalácie.
Vďaka minimalizovanej riadiacej skrinke boli schopní vyrobiť CSB so šírkou len 36 palcov a stále vyrábať 13 palcov široké vrece. Model CSB je približne o 60 % širší ako existujúci model XM a produkuje vak, ktorý je o 90 % väčší. Vďaka konštrukcii sa zlepšila aj ergonómia CSB. Zvýšila sa štandardná výška vyprázdňovania, takže CSB možno integrovať do hygienických dopravníkov, ktoré musia byť vyššie nad zemou.
"Teraz pracujeme s tým, že takmer každá riadiaca jednotka je navrhnutá špeciálne pre zákazníka, ktorý si daný stroj zakúpil. Takže ak si viete predstaviť, že pri každej novej konfigurácii potrebujete nové elektrické výkresy a nové zoznamy dielov, viete si predstaviť zložitosť navrhovania a montáže týchto strojov. " A existujú rôzne konfigurácie: Štandardné možnosti zahŕňajú chladenie, deaerátory, deflektory, stohovače a rozhrania s etiketovačkami alebo datovačmi, ako aj špeciálne možnosti, ako napríklad ultrazvukové tesnenie, tri typy tesnenia čeľustí, tri typy motorov, registráciu, detekciu okrajov pásu a stohovacie svetlá. Počet variantov sa môže pohybovať v desiatkach tisíc.
CSB je určený na inštaláciu dvoch strojov vedľa seba. Táto dvojitá konfigurácia optimálne využíva dostupnú podlahovú plochu. Okrem toho môžu zákazníci v odvetví výroby šalátov umiestniť jednu váhu nad dva stroje, čo im umožní prevádzkovať každý stroj rýchlosťou 60 až 70 vriec za minútu, čo zodpovedá celkovému výkonu až 140 vriec za minútu.
Systém IO-Link umožnil spoločnosti Triangle vyvinúť stroj s týmito vlastnosťami a rozmermi, ale rozhodnutie použiť systém IO-Link nebolo vopred dané. IO-Link je otvorený štandard, takže produkty IO-Link vyvíja mnoho rôznych spoločností. V tomto ohľade je podobný USB, ale mnohé iné otvorené štandardy neboli trhom plne prijaté a stratili podporu. Tím Triangle dospel k záveru, že IO-Link je vyspelý štandard a že trh IO-Link je dostatočne vyspelý na to, aby si ho vybral. K tomuto rozhodnutiu prispela šírka portfólia IO-Link spoločnosti Balluff.
Ďalším atraktívnym aspektom IO-Link je, že analógové signály možno pridať bez výrazných dodatočných nákladov. Kabeláž je pripojená k rozbočovaču namiesto toho, aby bola vedená do riadiacej jednotky. To umožňuje ďalšie možnosti a budúce rozšírenie ovládacích prvkov bez toho, aby bolo potrebné prepracovať dizajn riadiacej skrine. Okrem toho digitalizované údaje odosielané prostredníctvom IO-Link otvárajú nové možnosti riešenia problémov.
Jedným z príkladov schopnosti IO-Link konvertovať konfigurácie na recepty je rameno tanečníka, ktoré udržiava správne napätie na baliacej fólii pri jej odvíjaní z cievky. Predchádzajúca metóda spoločnosti Triangle používala analógový snímač, ktorý musel nakonfigurovať servisný technik počas prvej inštalácie. Technik musel zmeniť fyzickú polohu snímača, aby kalibroval počiatočnú polohu. Pomocou snímača Balluff IO-Link na vzduchovom valci technik inštalujúci stroj potiahne tanečník do polohy a klikne na "Teach" - nastavenie je dokončené. Keďže snímač IO-Link meria celý zdvih valca, nie je potrebné snímač nastavovať ručne.
IO-Link umožňuje diagnostiku na úrovni zariadenia, takže používatelia vedia napríklad, či je fotosenzor znečistený. Spoločnosť Triangle využíva údaje IO-Link aj na zhromažďovanie diagnostických údajov o stroji ako celku. Valec so zadným tesnením CSB bol vybavený snímačom polohy, čo by v minulosti nebolo možné kvôli vysokým nákladom. Použitím valca so snímačom polohy mohla spoločnosť Triangle prepracovať konštrukciu zostavy zadného tesnenia a zjednodušiť nastavenie pri zmene veľkosti vreca a výmene formovacej trubice. Umožňuje im to tiež lepšie ako predtým monitorovať pracovnú rýchlosť a konzistenciu času utesnenia.
"Ak zistíme netesnosť valca, môžeme to pomocou senzorov rozpoznať a upozorniť zákazníka, aby mohol valec vymeniť," hovorí Wolf.
Poloha, v ktorej sa má valec zastaviť, sa líši v závislosti od veľkosti vzduchového valca. Spoločnosť Triangle pridala kontinuálny snímač, ktorý umožňuje zákazníkom sledovať čas utesnenia, kritický parameter, v celom rozsahu bez toho, aby museli meniť hardvérovú konfiguráciu pri výmene formovacej trubice. "Programátor skutočne monitoruje čas, počas ktorého je tesnenie v kontakte s fóliou, čo je najkritickejší parameter. Bez snímača musíte veriť, že sa ventil pohne. Tu však máme potvrdenie," povedal Wolf. Bez snímača, ktorý by poskytoval tieto informácie, by bol potrebný servomotor.
S vývojom programu PLC stroja budú k dispozícii ďalšie funkcie prediktívnej údržby. To znamená, že keď zákazník potrebuje pomoc, pracovníci podpory spoločnosti Triangle sa môžu pripojiť na diaľku a pozrieť si stav stroja bez toho, aby museli byť fyzicky na mieste. To znamená, že riešenie problémov sa môže vykonať do 30 minút namiesto čakania, kým niekto priletí alebo docestuje k zákazníkovi.
Pre spoločnosť Wolf znie pojem "CSB" ako inteligentný stroj ako marketingový žargón a spoločnosť Triangle zatiaľ nepozná všetky výhody IO-Link. Ani všetci zákazníci nie sú rovnako ochotní využívať výhody priemyselného internetu vecí. Niekedy majú dojem, že viac technológií sťažuje obsluhu stroja alebo si vyžaduje viac školení.
Nová konštrukcia "Smart Machine Ready" od spoločnosti Triangle je už pre tím Triangle zlepšením. A keď budú koncoví používatelia pripravení využívať všetky funkcie, spoločnosť bude pripravená pomôcť im pracovať rýchlejšie a efektívnejšie pomocou riešení Balluff IO-Link.