PRODUKTOVERSICHT
Die Junyao JY-ZB600D ist eine hochgeschwindigkeitsfähige, fünf-Servo-gesteuerte Schlauchverpackungs- und Flow-Wrap-Maschine für Kissenverpackungen, die speziell für dreidimensionale und unregelmäßig geformte Gummibonbons entwickelt wurde, die sich nicht zuverlässig auf herkömmlichen Verpackungsmaschinen für zylindrische Produkte verpacken lassen. Die JY-ZB600D wurde von Xingjunyao Intelligent Packaging Technology in deren 13.000 m² großen Produktionsstätte in Taizhou, Provinz Zhejiang, konstruiert und gefertigt und löst eine Verpackungsherausforderung, die mit der weltweiten Expansion neuartiger und handwerklich hergestellter Gummibonbons erheblich zugenommen hat: Produkte in Form von Herzen, Sternen, Buchstaben, Zahlen, Tieren und anderen komplexen, geformten Varianten weisen unebene Oberflächen, variable Querschnitte sowie eine inkonsistente Ausrichtung auf dem Förderband auf. Herkömmliche Kissenverpackungsmaschinen mit einfachen Formhülsen, die für runde oder rechteckige Bonbons ausgelegt sind, stoßen bei diesen 3D-Produkten an ihre Grenzen, da die unregelmäßige Form verhindert, dass das Produkt innerhalb des Folienrohrs eine vorhersehbare Position einnimmt – was zu zentrierungsfehlern bei den Versiegelungen, Faltenbildung in der Folie und einem Endverpackungsergebnis führt, das im Einzelhandelsgeschäft unprofessionell wirkt. Die JY-ZB600D löst dieses Problem mittels einer speziellen Formhülse mit erweitertem Einlassdurchmesser und einem konturierten inneren Kanal, der das dreidimensionale Profil des Produkts ohne Kompression aufnimmt, kombiniert mit einem ausrichtungskontrollierten Zuführsystem, das einen geformten Sortierkanal nutzt, um sicherzustellen, dass jedes 3D-Gummibonbon stets in einer konsistenten Lage in die Formhülse eingebracht wird – sei es beispielsweise ein herzförmiges Bonbon, das stets mit der Spitze nach unten eingelegt wird, oder ein sternförmiges Bonbon, das stets mit einem Arm voran eingelegt wird.
Die JY-ZB600D erreicht Produktionsgeschwindigkeiten von 50 bis 600 Stück pro Minute bei einer Beutellänge von 50 mm bis 200 mm – ein erweiterter Bereich im Vergleich zu Standard-Gummibärchen-Verpackungsmaschinen, die üblicherweise eine maximale Beutellänge von 120 mm aufweisen und somit die längeren Beutelabmessungen für 3D-Gummibärchen ermöglichen, die im Kissenbeutel mehr axiale Raumtiefe benötigen als kompakte runde Gummibärchen. Die Maschine verbraucht insgesamt 5,5 kW Leistung und wiegt 1000 kg, was die zusätzlichen Servomotoren und die erhöhte mechanische Komplexität widerspiegelt, die für das 3D-spezifische Zuführsystem mit Orientierungsfunktion sowie den speziellen Formkragen erforderlich sind. Seit ihrer Gründung im Jahr 2014 hat Xingjunyao Verpackungslösungen in mehr als 25 Länder exportiert; die JY-ZB600D integriert zudem technisches Feedback von Gummibärchen-Herstellern aus Märkten, in denen Konfektionen mit neuartigen Formen bevorzugt an Premium-Standorten im Regal platziert werden – insbesondere in Südostasien, dem Nahen Osten und Europa –, wo die visuelle Präsentation des einzeln verpackten Produkts die Kaufentscheidung des Verbrauchers direkt am Point of Sale beeinflusst.
Hauptmerkmale
1. Fünf-Achsen-Servosteuerungssystem für die 3D-Produkthandhabung
Der JY-ZB600D verfügt über eine Fünf-Servomotor-Architektur, die eine unabhängige Steuerung jeder kritischen Maschinenachse ermöglicht: Servo 1 treibt die Drehung des Orientierungssortierkanals an und steuert damit die Geschwindigkeit, mit der 3D-Gummibonbons durch den geformten Kanal laufen, der ihre Eintrittsposition bestimmt; Servo 2 treibt das Zuführband an und steuert den Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Produkten beim Annähern an den Formkragen; Servo 3 treibt die Folienzuführrolle an und steuert die Folienbahngeschwindigkeit, die die Beutellänge bestimmt; Servo 4 treibt die Längsversiegelungsrolle an und steuert den kontinuierlichen Versiegelungsdruck sowie die Verweilzeit; Servo 5 treibt das Querversiegelungs-Rotationsmesser an und steuert den Zeitpunkt der Endversiegelung sowie die Schnittposition. Diese Fünf-Servomotor-Architektur ersetzt das dreiaxiale mechanische Nockengetriebesystem, das bei älteren Gummibonbon-Verpackungsmaschinen eingesetzt wurde, und eliminiert damit die festen mechanischen Zusammenhänge zwischen den Achsen, die den Bediener zwingen, beim Wechsel zwischen verschiedenen 3D-Produktformen physische Zahnräder und Verbindungen auszutauschen. Stattdessen werden alle fünf Achsen über die SPS gesteuert, und der Bediener passt Geschwindigkeit, Timing und Position jeder Achse über das HMI an, indem er ein Produktrezept auswählt – ein Vorgang, der weniger als drei Minuten dauert im Vergleich zum mechanischen Umrüsten an nockengesteuerten Maschinen, das 30 bis 45 Minuten erfordert. Das Fünf-Servomotor-Konzept ermöglicht zudem eine einzigartige adaptive Geschwindigkeitsfunktion: Sobald der Orientierungssortierkanal erkennt, dass ein 3D-Gummibonbon in falscher Lage eingetreten ist (erkannt durch einen fotoelektrischen Formerkennungssensor), kann die SPS das Zuführband kurzzeitig um 10 bis 15 Prozent verlangsamen, um dem nächsten Produkt Zeit zu geben, seine Orientierung zu korrigieren, und die volle Geschwindigkeit wieder aufnehmen, sobald das korrekt orientierte Produkt den Formkragen erreicht. Diese adaptive Geschwindigkeitskorrektur senkt die Ausschussrate für falsch orientierte Produkte von etwa 2 bis 3 Prozent bei Standardverpackungsmaschinen auf weniger als 0,5 Prozent beim JY-ZB600D.
2. Spezieller Formkragen mit erweiteter Eintrittsöffnung für 3D-Formen
Der Formkragen – das Bauteil, das die flache Folienbahn um das Produkt herum zu einem Schlauch biegt – ist das entscheidendste Element für die 3D-Gummibärchen-Verpackung. Standard-Pillow-Verpackungsmaschinen verwenden einen Formkragen mit einer rechteckigen oder ovalen Eintrittsöffnung, deren Größe auf den maximalen Querschnitt des Produkts abgestimmt ist; bei 3D-Gummibärchen stellt sich jedoch eine komplexere Herausforderung: Ihr Querschnitt variiert entlang der Länge des Produkts (ein herzförmiges Gummibärchen ist an den oberen Lappen breiter und an der unteren Spitze schmaler), und da die Kontur des Produkts unregelmäßig ist, führt eine einfache rechteckige Öffnung entweder zu einer Kompression der breiteren Bereiche des Gummibärchens oder zu übermäßigem Folienabstand um die schmaleren Bereiche herum – was zu einer ungleichmäßigen Verpackung führt, die an manchen Stellen wölbt und an anderen hängt. Der JY-ZB600D verwendet einen speziellen Formkragen mit einer vergrößerten Eintrittsöffnung, die 20 bis 30 Prozent breiter als der maximale Querschnitt des Produkts ist, kombiniert mit einem konturierten inneren Kanal, der dem Profil des Produkts von der Eintrittsstelle bis zur Längsversiegelungslinie folgt. Die vergrößerte Öffnung ermöglicht es dem 3D-Gummibärchen, ohne Kompression in den Folien-Schlauch einzutreten, und der konturierte Kanal leitet die Folie sanft um die unregelmäßige Kontur des Produkts herum, sodass ein Pillow-Beutel entsteht, der sich exakt an die Form des Gummibärchens anpasst – ohne überschüssige Folienfalten oder Verformung des Produkts. Jede 3D-Produktform erfordert eine spezifische Kontur des Formkragens, und der Formkragen des JY-ZB600D ist an einer Schnellwechselhalterung montiert, die es dem Bediener ermöglicht, die Kragen innerhalb von weniger als fünf Minuten auszutauschen, wenn zwischen verschiedenen 3D-Produkttypen gewechselt wird. Junyao führt eine Bibliothek standardisierter Formkragenkonturen für die gängigsten 3D-Gummibärchenformen – Herzen, Sterne, Buchstaben und Tierumrisse – und kann auf Basis der vom Kunden bereitgestellten Produktzeichnungen oder physischen Muster auch kundenspezifische Konturen für einzigartige Produktgeometrien fertigen.
3. Orientierungssteuerter Zuführvorgang mit Formerkennungssensor
Unregelmäßig geformte Gummibonbons nehmen auf einem flachen Förderband keine vorhersehbare Orientierung ein, wie dies bei runden oder rechteckigen Bonbons der Fall ist. Ein herzförmiges Gummibonbon kann beispielsweise mit der Spitze nach unten, nach oben oder seitlich an der Formhalsöffnung eintreffen; ein sternförmiges Gummibonbon kann jeweils einen seiner fünf Zacken als führende Kante präsentieren. Diese zufällige Orientierung verursacht zwei Probleme: Erstens variiert das Erscheinungsbild des Produkts innerhalb der versiegelten Verpackung von Stück zu Stück und beeinträchtigt damit die visuelle Konsistenz, die Premium-Marken erfordern; zweitens kann ein falsch orientiertes 3D-Produkt in einer Dimension die Öffnung des Formhalses überschreiten, während es in einer anderen Dimension problemlos passt – was zu einem Stau führt und die Maschine zum Stillstand bringt. Das JY-ZB600D löst dieses Problem mit einem orientierungsgesteuerten Zuführsystem, das aus drei Komponenten besteht, die nacheinander arbeiten. Die erste Komponente ist ein formangepasster Sortierkanal – eine schmale Rinne, die in die Oberfläche der Sortierwanne eingeschnitten ist und exakt der gewünschten Orientierung der jeweiligen 3D-Gummibonbonform entspricht. Während sich die Gummibonbons auf der Sortierwanne drehen, gleiten jene, die zufällig mit dem Profil des Kanals übereinstimmen, in diesen Kanal hinein und bewegen sich in korrekter Orientierung weiter zur Zuführförderstrecke; nicht korrekt ausgerichtete Bonbons gleiten am Kanal vorbei und setzen ihre Drehbewegung auf der Wanne fort, bis sie schließlich die richtige Ausrichtung erreichen. Die zweite Komponente ist ein bildgebender photoelektrischer Sensor zur Formerkennung, der zwischen dem Ausgang des Sortierkanals und dem Eingang des Formhalses positioniert ist. Dieser Sensor nutzt eine Zweistrahl-Konfiguration, um die Silhouette des Produkts beim Durchlaufen zu erfassen und das gemessene Silhouettenprofil mit dem gespeicherten Referenzprofil für das aktive Produktrezept zu vergleichen. Weicht die Silhouette vom Soll ab – was darauf hindeutet, dass das Produkt nach Verlassen des Sortierkanals aus der korrekten Orientierung gedreht wurde –, signalisiert der Sensor die SPS, um die oben beschriebene Anpassung der Fördergeschwindigkeit auszulösen: Die Zuführung wird kurzzeitig verlangsamt, sodass das nächste korrekt orientierte Produkt Vorrang erhält. Die dritte Komponente ist ein servogesteuerter Orientierungsrollen, der unmittelbar vor dem Eingang des Formhalses angeordnet ist. Bei Gummibonbonformen, bei denen der Sortierkanal allein keine 100-prozentige korrekte Orientierung garantieren kann (Formen mit nahezu symmetrischen Profilen wie etwa die Buchstaben O oder X), übt die Orientierungsrolle eine sanfte Drehkraft aus, die das Produkt in die vorgegebene Orientierung dreht; dabei nutzt sie das Feedback des Formerkennungssensors, um Richtung und Stärke dieser Drehkorrektur zu bestimmen. Die kombinierte Wirkung dieser drei Komponenten senkt die Fehlorientierungsrate auf unter 0,5 Prozent bei Produktionsgeschwindigkeiten von bis zu 600 Stück pro Minute (PPM) im Vergleich zu 2 bis 5 Prozent bei Standardverpackungsmaschinen ohne Orientierungskontrolle.
4. Erweiterter Bereich für die Taschenlänge bei 3D-Produktverpackungen
Dreidimensionale Gummiprodukte beanspruchen im Inneren einer Kissenverpackung mehr axiale Raumtiefe als kompakte runde oder flache Bonbons. Ein rundes Gummibonbon mit einem Durchmesser von 25 mm passt bequem in eine 60 mm lange Tüte mit jeweils 15 mm Spielraum an beiden Enden; ein herzförmiges Gummibonbon mit einem Durchmesser von 35 mm hingegen benötigt aufgrund seines unregelmäßigen Profils eine Tütenlänge von 90 bis 100 mm, um sowohl die maximale Länge des Produkts als auch ausreichend Versiegelungsspielraum an beiden Enden – sowohl an den breiteren oberen Lappen als auch am schmaleren unteren Spitzenpunkt – zu gewährleisten. Der erweiterte Tütenlängenbereich der JY-ZB600D von 50 mm bis 200 mm deckt diese Anforderungen ab, verglichen mit dem Bereich von 45 bis 120 mm der Standard-Bonbonverpackungsmaschine JY-ZB1200. Dieser erweiterte Bereich wird durch einen längeren Folienzuführhub erreicht, der von Servo 3 gesteuert wird, sowie durch ein breiteres Querversiegelungsmesser, das Tüten bis zu einer Länge von 200 mm ohne Verkürzung der Versiegelungszeit (dwell time) verarbeiten kann. Bei der maximalen Tütenlänge von 200 mm erreicht die Maschine eine Produktionsgeschwindigkeit von 50 Stück pro Minute (PPM); bei der minimalen Tütenlänge von 50 mm steigt die Geschwindigkeit auf 600 PPM. Der Zusammenhang zwischen Tütenlänge und Produktionsgeschwindigkeit folgt einer linearen Näherung: Der Bediener kann die erzielbare Geschwindigkeit für jede beliebige Tütenlänge innerhalb des Bereichs mithilfe der Formel Geschwindigkeit = 600 – (2,9 × (Tütenlänge – 50)) abschätzen, wobei das Ergebnis auf maximal 600 PPM begrenzt und auf mindestens 50 PPM festgelegt ist. Diese vorhersagbare Geschwindigkeits-Längen-Beziehung ermöglicht es Produktionsplanern, die Ausbringungsrate der Maschine für jedes geplante dreidimensionale Produktformat bereits vor Festlegung des Produktionsplans zu berechnen und damit die Unsicherheit zu eliminieren, die typischerweise bei Maschinen mit nichtlinearer Geschwindigkeits-Längen-Kennlinie bei der Abschätzung der Geschwindigkeit auftritt.
5. Antihaftbeschichtete Kontaktflächen und schnelle Reinigungsdesign
Dreidimensionale Gummiprodukte weisen dieselben klebrigen Oberflächeneigenschaften wie herkömmliche Gummibärchen auf, und der JY-ZB600D übernimmt die Antihaft-Beschichtungstechnologie des JY-ZB800G. Alle produktberührenden Oberflächen – der geformte Sortierkanal, das Orientierungsrad, der innere Kanal des Formkragens sowie das Zuführband – sind mit einer lebensmittelgeeigneten, PTFE-modifizierten Silikon-Antihaftschicht beschichtet, die die Oberflächenreibung auf weniger als 0,15 senkt und verhindert, dass klebrige Gummirückstände selbst nach 8 Stunden kontinuierlicher Produktion an den Maschinenoberflächen haften bleiben. Der JY-ZB600D verfügt über ein rein auf Reinigung ausgerichtetes Konstruktionsmerkmal, das der Einsatzkontext für 3D-Produkte erfordert: Der geformte Sortierkanal und das Orientierungsrad weisen eine komplexere Geometrie auf als die flachen Oberflächen bei herkömmlichen Gummiverpackungsmaschinen, wodurch sich Rückstände in den Konturen des Kanals und den Rillen des Rads ansammeln können – Stellen, die mit einem flachen Wischtuch nicht erreicht werden können. Der JY-ZB600D löst dieses Problem, indem der Sortierkanal-Einsatz und das Orientierungsrad auf Schnellspannhalterungen montiert sind, sodass der Bediener diese Komponenten innerhalb von unter zwei Minuten entfernen und entweder in der Spüle oder unter einer Spritzdüse reinigen kann, während die flachen Maschinenoberflächen mit einem feuchten Tuch abgewischt werden. Diese Kombination aus schnell austauschbaren, komplexen Komponenten und abwischbaren, flachen Oberflächen ermöglicht einen vollständigen Reinigungszyklus zwischen Geschmacks- oder Produktformwechseln in weniger als zwölf Minuten – im Vergleich zu den 30 bis 40 Minuten Reinigungszeit, die bei konventionellen 3D-Gummiverpackungsmaschinen ohne Schnellspann-Komponentenkonstruktion erforderlich sind.
6. Mehrsprachige HMI mit 3D-Produktformbibliothek
Der HMI-Touchscreen JY-ZB600D unterstützt Englisch, Chinesisch, Arabisch, Russisch, Spanisch, Französisch und Portugiesisch; sämtliche Menüs, Alarmcodes und Parameterbezeichnungen werden in der vom Bediener ausgewählten Sprache angezeigt. Neben der standardmäßigen Bedienoberfläche umfasst der HMI eine 3D-Produktformbibliothek, die Orientierungsprofile, Zuordnungen für Formkragen, Parameter für Orientierungsrollen sowie Referenzdaten für Formerkennungssensoren für jede Produktform speichert. Sobald der Bediener eine Produktform aus der Bibliothek auswählt – beispielsweise „Herz-Gummibärchen 35 mm“ – lädt die SPS automatisch sämtliche Parameter für alle fünf Servoachsen, die Sortierkanalgeschwindigkeit, die Richtung und Größe der Feinpositionierung der Orientierungsrolle, die Öffnungseinstellung des Formkragens sowie das Referenzprofil des Formerkennungssensors. Dieser Ansatz mittels Formbibliothek eliminiert die manuelle, mehrparametrige Einrichtung, die bei herkömmlichen Maschinen für die Verpackung dreidimensionaler Gummibärchen erforderlich ist – bei der der Bediener für jede neue Produktform separat die Geschwindigkeit des Sortierbehälters, den Zuführabstand, die Abmessungen des Formkragens, den Versiegelungszeitpunkt und die Kalibrierung der Sensoren einstellen muss; dieser Vorgang dauert selbst für einen erfahrenen Bediener 20 bis 30 Minuten. Die Formbibliothek enthält derzeit vorprogrammierte Profile für 20 gängige dreidimensionale Gummibärchenformen; neue Formen können vom Bediener über einen geführten Einrichtungsassistenten hinzugefügt werden, der jeden Parameterschritt mit visuellen Hinweisen und Bestätigungschecks begleitet und das neue Profil für zukünftige Abrufe per Ein-Klick-Speicherung sichert.
Technische Spezifikationen
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