Controlul mișcării pe bază de PC pe o mașină de etichetare pentru industria farmaceutică
De mai bine de 50 de ani, Bausch+Ströbel SE + Co. KG, cu sediul central în Ilshofen, Germania, a dezvoltat sisteme de ambalare și de producție pentru industria farmaceutică și industriile conexe. Scopul companiei este de a oferi cele mai bune soluții tehnice și economice pentru provocările pieței moderne. Noua mașină de etichetare ESA1025 pentru diverse containere farmaceutice arată exact cum se implementează acest lucru cu ajutorul controlului bazat pe PC de la Beckhoff ca și controler central de mișcare.
Produsele farmaceutice lichide și sub formă de pulbere de înaltă calitate sunt umplute în seringi, flacoane, cartușe și fiole pe liniile de umplere și ambalare Bausch+Ströbel din întreaga lume. Procesul începe cu curățarea și sterilizarea obiectelor și se extinde până la etichetare și asamblarea seringilor. Unitatea ME8081magazine, de exemplu, contribuie la optimizarea produselor și proceselor prin stocarea eficientă și precisă a flacoanelor și a altor elemente esențiale. Mașina formează de obicei capătul unei linii de umplere și ambalare, în special pentru gama de înaltă performanță cu randament corespunzător de mare și fiabilitate ridicată a procesului, și poate fi, de asemenea, combinată cu echipamente de testare sau imprimare a obiectelor.
Distribuitor de etichete modular cu tehnologie servo drive
Etichetele autoadezive pe rolă sunt utilizate pentru etichetarea flacoanelor și a altor recipiente farmaceutice similare. În încercarea de a se asigura că acestea pot fi aplicate în mod deosebit rapid, precis și cu fiabilitate de proces, mașina de etichetare ESA1025 a fost acum echipată cu un nou distribuitor de etichete modular. Beneficiile asociate sunt multiple, inclusiv etichetarea precisă și delicată, trecerea rapidă și fără instrumente la alte obiecte și dimensiuni de etichete și chiar creșterea calității imprimării prin intermediul tehnologiei de acționare servo de la Beckhoff. În același timp, sistemul este extrem de compact, deoarece întregul sistem electric și componentele de control au fost integrate în mașină pentru a economisi spațiu.
Cerințele ridicate în materie de tehnologie de control pot fi observate doar în complexitatea fluxului de proces:
Transportul de obiecte în sistem: Fiolele sunt transportate prin intermediul unui șurub de alimentare, care este cuplat și decuplat pe steaua principală în timp ce sistemul funcționează – la o viteză redusă datorită inerției masei. Steaua principală poate avea diferite pasuri de stea (raporturi) în funcție de dimensiunea obiectului, ceea ce este relevant la cuplarea cu șurubul de intrare și comutatorul electronic cu came. Roțile de ieșire sunt cuplate mecanic la steaua principală și nu au un sistem de acționare propriu.
Acumulare: Aceasta este acționată la o viteză constantă derivată de la distribuitorul de etichete. Aici este necesară o bună sincronizare pentrua evita încrețirea.
Etichetare: Distribuitorul de etichete funcționează într-un ciclu – adică, alimentarea benzii de etichete fără angrenaje este repornită la viteză maximă la fiecare 75 ms. Alimentarea benzii de etichete este oprită cu ajutorul unui senzor, care detectează spațiul dintre etichete individuale. O logică specială asigură că poziționarea corectă are loc chiar și în absența etichetelor (declanșatoare lipsă). Servomotorul de alimentare a benzii de etichete generează diferite semnale de declanșare de mare precizie, necesare pentru a controla sistemele de viziune și de imprimare.
Opțiuni: Dacă este necesar, se poate integra o unitate suplimentară pentru a decupla procesul de imprimare de cel de etichetare și a permite astfel o bandă de etichete care rulează în mod continuu. Pentru o inspecție vizuală completă, este posibil, de asemenea, să se asigure că obiectele sunt rotite în mod continuu la același unghi la orice viteză a mașinii, prin intermediul unui sistem de rulare cuplat la steaua principală prin intermediul unui angrenaj electronic.
Gerald Kreft, programator în cadrul departamentului de dezvoltare/standardizare a software-ului de la Bausch+Ströbel, explică alte caracteristici speciale care sunt importante pentru transportul containerelor farmaceutice: “Mașina de etichetat ESA1025 poate procesa și obiecte cu pereți foarte subțiri (cum ar fi flacoanele) și/sau fragile (cum ar fi fiolele cu inel de strivire). De asemenea, este esențial să se asigure că obiectul etichetat nu prezintă semne de deteriorare cosmetică (în ceea ce privește amprenta, de exemplu). Tocmai de aceea, transportul trebuie să fie cât mai “lipsit de stres” posibil.” Când vine vorba de etichetare, este esențial să se susțină tendința actuală de a se îndepărta de suporturile pe bază de hârtie în favoarea unor suporturi din plastic cu pereți cât mai subțiri, după cum notează Gerald Kreft: “Suporturile din plastic sunt mult mai instabile, adică mai predispuse la întindere, decât cele din hârtie. Această tendință face ca prelucrarea de mare viteză să fie mult mai dificilă. Cu toate acestea, cu noul nostru distribuitor de etichete, imprimarea poate fi decuplată de procesul de etichetare prin intermediul unui servo drive separat, ceea ce ne permite să obținem o poziționare rapidă și precisă a imprimării chiar și în cazul substraturilor din plastic.”
Avantajele arhitecturii de control central
În modelul anterior al ESA1025, servomotoarele pentru distribuitorul de etichete și pentru transportul prin trecere erau controlate fiecare prin intermediul unor servomotoare separate. Gerald Kreft explică potențialul de optimizare oferit de controlul centralizat al mișcării implementat cu un control bazat pe PC după cum urmează: “Controalele separate înseamnă că trebuie să se stabilească, să se gestioneze și să se mențină mai multe căi de comunicație. Existau, de asemenea, mai multe proiecte software care trebuiau gestionate și documentate separat. Prin unirea tuturor axelor servo într-un controler central TwinCAT și prin obținerea unui grad mai mare de standardizare, putem obține un cost total mai mic în acest caz. În plus, controlul bazat pe PC de la Beckhoff utilizează în mod optim spațiul de instalare deja limitat datorită dulapului de control integrat.”
ESA1025 se remarcă în special datorită distribuitorului său de etichete foarte rapid, care poate gestiona până la 48.000 de unități pe oră. După cum subliniază Gerald Kreft, “Producția maximă reală care poate fi obținută depinde de materialul prelucrat, cum ar fi dimensiunea flaconului și lungimea etichetei; cu toate acestea, noul distribuitor face posibilă reducerea dependenței de materialul etichetei. Consolidarea tuturor servomotoarelor într-un controler central de mișcare a fost esențială pentru acest lucru și, după cum am menționat, cu un spațiu minim.” Un alt avantaj este designul modular, atât în ceea ce privește software-ul, cât și hardware-ul. Acest lucru înseamnă că sistemul de etichetare poate fi utilizat cu ușurință pe alte tipuri de mașini. Înseamnă, de asemenea, că, dacă este necesar, pot fi integrate fără prea mult efort alte unități pentru soluții speciale, în cazul unui transfer de obiecte către o altă mașină mai în jos, de exemplu.
Nucleul sistemului centralizat de control al mișcării este format dintr-un PC încorporat Beckhoff CX2062 cu procesor cu 8 nuclee și software TwinCAT, precum și din servosistemul multiaxial AX8000. Acesta din urmă are un design modular format dintr-un modul de alimentare AX8620 și trei module AX8206 cu două axe, care controlează servomotoarele OCT din seria AM8000. Gama de sisteme de control bazate pe PC utilizate este completată de diverse terminale EtherCAT și de unitatea de operare, formată dintr-un panou de control multi-touch CP3918 și de PC-ul industrial pentru dulapul de control C6930 conectat prin intermediul soluției CP-Link 4 cu un singur cablu.
KREATRON AUTOMATION SRL
