Rewolucja w etykietowaniu rotacyjnym

Kiedy nadszedł czas wejścia na rynek etykiet typu cut-and-stack, firma WLS chciała uniknąć wad tradycyjnej aplikacji etykiet przez przyklejanie na zimno. Łącząc dziesięciolecia doświadczeń w etykietowaniu rotacyjnym z innowacyjną technologią bezklejową NuLabel, WLS jest obecnie w stanie zaoferować czystsze, bardziej wydajne maszyny do mocowania etykiet typu cut-and-stack (etykiety cięte).

WLS stosuje systemy automatyzacji firmy B&R oraz deterministyczną synchronizację poprzez sieć POWERLINK. Przedstawiamy szczegóły zastosowanego rozwiązania i pokazujemy w jaki sposób wpływają one na koszty i komfort użytkowania etykieciarek.

WYMAGANIA WZGLĘDEM ETYKIECIAREK

Fot. 2. RL-840N daje klientom WLS elastyczność programowalnych receptur dla szybkiego ich przełączania, a także mniejszy ślad węglowy i wyższy stosunek wydajności do kosztów dzięki technologii silników krokowych B&R

Firma Systemy Etykietowania Weller (WLS) posiada dwadzieścia pięć lat doświadczeń w projektowaniu, produkcji, integracji i serwisowaniu zaawansowanych rotacyjnych dotykowych urządzeń etykietujących. Maszyny etykietujące wymagają coraz bardziej zaawansowanych możliwości drukowania i obrazu dla kodowania i serializacji.

Najbardziej zaawansowane z tych aplikacji wymagają, aby złożone kody były drukowane i sprawdzane z prędkością przekraczającą 500 sztuk na minutę, a jednocześnie umieszczane na opakowaniu z bezlitosną tolerancją ±0,5 milimetra. Rozwiązania w tej dziedzinie są tradycyjnie realizowane przy pomocy rotacyjnych dotykowych maszyn etykietujących RL-420 lub RL-760 firmy WLS.

NOWE PODEJŚCIE DO ETYKIETOWANIA CUT-AND-STACK

Po udoskonaleniu technologii dotykowego etykietowania obrotowego, firma WLS zdecydowała się rozszerzyć swoją działalność o obszar etykiet ciętych. Wersje cut-and-stack wykorzystywane są najczęściej w przemyśle spożywczym. Są niedrogie i różnorodne ale tradycyjna metoda ich aplikacji przy pomocy zimnego kleju jest procesem brudnym i wymagającym dużych nakładów pracy, który wiąże się z przestojami na czyszczenie i konserwację pomiędzy poszczególnymi seriami.

Przy rozpoczęciu nowego projektu firma WLS podjęła współpracowała z NuLabel Technologies, która opracowała rewolucyjną technologię klejenia z możliwością aktywacji kleju. Klej jest wstępnie nakładany na etykietę w trakcie jej produkcji, a następnie aktywowany przy pomocy natrysku na bazie wody tuż przed tym, zanim etykieta zostanie nałożona na pojemnik. Dzięki tej technologii bezklejowej maszyna etykietująca RL-840N daje klientom bogactwo form etykiet typu cut-and-stack, a jednocześnie pozwala osiągnąć wydajność i wygląd aplikacji dotykowej.

SCENTRALIZOWANE STEROWANIE I ROZPROSZONE NAPĘDY

Fot. 3. Urządzenie RL-840N firmy WLS wykorzystuje technologię sterowania B&R rozsianą po całej maszynie - w tym serwonapędy ACOPOSmicro, napędy krokowe ACOPOSmicro, moduły I/O X20 i X67 - aby dostarczyć skalowalne i konkurencyjne cenowo rozwiązanie

Zarówno maszyny dotykowe do mocowania etykiet RL-420/760, jak i maszyna do mocowania etykiet typu cut-and-stack RL-840N wymagają bardzo intensywnej pracy silników, które muszą działać z niewiarygodną szybkością i dokładnością, a także potrzebują deterministycznej komunikacji w czasie rzeczywistym. Aby to osiągnąć, firma WLS zwróciła się ku automatyce firmy B&R.

Rozwiązanie B&R łączy w sobie scentralizowane sterowanie maszyną z rozproszonym sterowaniem napędami i I/O, które komunikują się za pomocą POWERLINK. Ta decentralizacja właśnie umożliwia firmie WLS stosowanie znacznie mniejszych obudów niż w przypadku maszyny etykietujących kontrolowanych przez sterowniki PLC.

RL-840N obejmuje 12 do 24 platform krokowych na swojej wieżyczce, a także liczne serwosilniki, które napędzają śrubę pociągową, wieżyczkę oraz moduły cut-and-stack maszyny. Silniki krokowe B&R oferują podobne funkcje do serwosilników, a jednocześnie są mniejsze i tańsze.

DOKŁADNOŚĆ MIKROSEKUNDOWA DZIĘKI PROTOKOŁOWI POWERLINK

Aby dorównać wydajności maszyny z krzywką mechaniczną, wszystkie serwosilniki i silniki krokowe muszą być zsynchronizowane z dokładnością do mikrosekundy. Taka sama wysoka precyzja jest również wymagana w urządzeniach liniowych tworzących obraz i drukujących.

Protokół POWERLINK znacznie poprawił czas komunikacji i przyczynił się do wzrostu dokładności oraz śledzenia produktu, przez co pomógł sprostać wielu wyzwaniom związanym z szybkim kodowaniem i etykietowaniem. Możliwość integrowania urządzeń innych producentów za pomocą POWERLINK również redukuje ilość okablowania potrzebną do włączenia ich w układ sterowania maszyną.

MASZYNY PEWNE I BEZPIECZNE

Automation PC 910 oraz wielodotykowy wyświetlacz Automation Panel 900 zostały wybrane dla zapewnienia wydajności obliczania i sterowania HMI maszyny. Podejście to pozwala firmie WLS kontrolować dostęp do funkcji maszyny na podstawie danych uwierzytelniających zawartych w loginie każdego użytkownika. Uprawnienia użytkowników mogą być ograniczone do dowolnej kombinacji podstawowych czynności, poszerzone do zaawansowanych funkcji konserwacyjnych albo mogą obejmować pełne uprawnienia administratora.

Zintegrowana technologia bezpieczeństwa B&R jeszcze bardziej zredukowała ilość okablowania w porównaniu do wcześniejszych maszyn etykietujących WLS, zapewniając jednocześnie w pełni programowalne reakcje bezpieczeństwa z wieloma opcjami konfiguracji maszyny. Dodatkowo modułowa integracja komputera PC i aplikacji HMI daje wyjątkową elastyczność dla skalowania wydajności obróbki oraz dostosowywania przyszłych wersji maszyny.

MNIEJSZY ŚLAD WĘGLOWY, KONKURENCYJNA WYDAJNOŚĆ

Fot. 4. Napędzany przez serwosilnik B&R moduł cut-and-stack na maszynie etykietującej RL-840N bierze etykiety, aktywuje ich klej i umieszcza je na pojemnikach

Zazwyczaj maszyny etykietujące WLS są zintegrowane z liniami pakującymi tuż przed pakowaniem końcowym. RL-420/760 i RL840N dają klientom WLS elastyczność programowalnych receptur dla szybkiego ich przełączania, a także pomagają osiągnąć mniejszy ślad węglowy i wyższy stosunek wydajności do kosztów dzięki oszczędnej technologii silników krokowych B&R.

"Elastyczna i rozszerzalna topologia sprzętowa zbudowana na komunikacji POWERLINK pozwala wdrażać rozłożoną architekturę sterującą stworzoną dokładnie pod specyfikację danej maszyny. W ten sposób zmniejsza się ogólny rozmiar obudowy elektrycznej oraz podnosi wydajność" - stwierdził Ted Geiselman, prezes WLS.

Obecnie WLS polega na sprzęcie i oprogramowaniu B&R dla swoich dotykowych oraz obrotowych maszyn etykietujących typu cut-and-stack. "W przyszłości będziemy rozszerzać naszą współpracę z B&R, zaczynając od maszyny etykietującej na linii oraz topsertera, a z czasem kontynuując z innymi platformami" - podsumowuje Geiselman.

B&R Automatyka Przemysłowa
www.br-automation.com