Обзор продукта
Машина для упаковки в подушечную упаковку и флоу-раппинга Junyao JY-ZB600D с пятью сервоприводами — это высокоскоростное оборудование, специально разработанное для упаковки трёхмерных и неправильной формы жевательных конфет (мармелада), которые невозможно надёжно упаковать на стандартных машинах для упаковки цилиндрических изделий. Машина JY-ZB600D спроектирована и изготовлена на производственной площадке компании Xingjunyao Intelligent Packaging Technology площадью 13 000 м² в городе Тайчжоу, провинция Чжэцзян. Данная модель решает задачу упаковки, актуальность которой значительно возросла в связи с глобальным распространением оригинальных и кустарных мармеладных конфет: изделия в форме сердец, звёзд, букв, цифр, животных и других сложных форм, отлитых в форму, обладают неровными поверхностями, переменным поперечным сечением и нестабильной ориентацией на конвейерной ленте. Стандартные подушечные упаковочные машины с простыми формирующими воронками, предназначенными для круглых или прямоугольных конфет, плохо справляются с такими трёхмерными изделиями, поскольку их неправильная форма препятствует стабильному размещению продукта внутри пленочного рукава, что приводит к смещению швов, образованию складок на пленке и получению готовой упаковки, выглядящей непрофессионально на розничной полке. Машина JY-ZB600D решает эту проблему за счёт специальной формирующей воронки с увеличенным входным отверстием и контурированным внутренним каналом, который без деформации принимает объёмный профиль изделия, а также за счёт системы подачи с контролируемой ориентацией, использующей профилированный сортировочный канал для обеспечения стабильного положения каждой трёхмерной жевательной конфеты при входе в формирующую воронку — будь то сердцевидная конфета, всегда поступающая остриём вниз, или звёздообразная конфета, всегда поступающая одной из «лучиков» вперёд.
Модель JY-ZB600D обеспечивает производительность от 50 до 600 штук в минуту при длине пакета от 50 мм до 200 мм — расширенный диапазон по сравнению со стандартными упаковочными машинами для жевательных конфет, максимальная длина пакета которых обычно составляет 120 мм; это позволяет упаковывать более длинные пакеты, требуемые для трёхмерных жевательных конфет, занимающих больше осевого пространства внутри подушкообразного пакета по сравнению с компактными круглыми конфетами. Мощность потребления машины составляет 5,5 кВт, а её масса — 1000 кг, что обусловлено наличием дополнительных сервоприводов и повышенной механической сложностью, необходимой для системы ориентации изделий при подаче, специально разработанной для трёхмерных конфет, а также для специального формирующего воротника. С момента основания компании Xingjunyao в 2014 году она экспортирует решения для упаковки в более чем 25 стран, а модель JY-ZB600D включает в себя инженерные наработки, основанные на отзывах производителей жевательных конфет из тех регионов, где конфеты нестандартной формы пользуются повышенным спросом и занимают премиальные места на полках розничных сетей — в частности, в Юго-Восточной Азии, на Ближнем Востоке и в Европе, где визуальная подача индивидуально упакованного продукта напрямую влияет на решение потребителя о покупке в точке продаж.
Ключевые особенности
1. Пятиосевая сервосистема с координированным приводом для обработки 3D-изделий
Модель JY-ZB600D оснащена архитектурой с пятью сервомоторами, обеспечивающей независимое управление каждым из ключевых технологических узлов машины: Сервомотор 1 приводит вращение канала сортировки по ориентации, регулируя скорость прохождения жевательных конфет в трёхмерной форме через формирующий канал, который определяет их начальную ориентацию при входе; Сервомотор 2 приводит подающий конвейер, регулируя расстояние между последовательно поступающими изделиями при их приближении к формирующему воротнику; Сервомотор 3 приводит барабан подачи плёнки, регулируя скорость движения полотна плёнки, которая определяет длину пакета; Сервомотор 4 приводит ролик продольного герметизирующего шва, регулируя постоянное давление и время выдержки при герметизации; Сервомотор 5 приводит роторный нож поперечного герметизирующего шва, регулируя момент формирования торцевого шва и положение разреза. Данная пятиосевая сервосистема заменяет трёхосевую механическую кулачковую систему, применяемую на более ранних упаковочных автоматах для жевательных конфет, устраняя фиксированные механические взаимосвязи между осями, которые вынуждают оператора заменять физические зубчатые передачи и кинематические связи при переходе на упаковку изделий другой трёхмерной формы. Вместо этого все пять осей координируются через ПЛК-контроллер, а оператор регулирует скорость, синхронизацию и положение каждой оси через интерфейс человек–машина (HMI), выбирая соответствующий рецепт изделия — процедура, занимающая менее 3 минут по сравнению с механической переналадкой, требующей от 30 до 45 минут на автоматах с кулачковым приводом. Пятиосевая сервосистема также обеспечивает уникальную функцию адаптивного регулирования скорости: когда канал сортировки по ориентации обнаруживает, что жевательная конфета в трёхмерной форме вошла в машину в неправильной ориентации (определяется фотоэлектрическим датчиком распознавания формы), ПЛК может кратковременно снизить скорость подающего конвейера на 10–15 %, чтобы предоставить следующему изделию время для коррекции своей ориентации, после чего скорость автоматически восстанавливается до номинальной, как только правильно ориентированное изделие поступает в формирующий воротник. Такая адаптивная коррекция скорости снижает долю брака из-за неправильно ориентированных изделий с примерно 2–3 % на стандартных упаковочных автоматах до менее чем 0,5 % на модели JY-ZB600D.
2. Специальный формовочный воротник с увеличенным входным отверстием для трехмерных форм
Формирующий воротник — компонент, который изгибает плоскую пленочную ленту в трубку вокруг продукта — является наиболее критичным элементом для упаковки жевательных конфет 3D-формы. Стандартные подушечные упаковочные машины используют формирующий воротник с прямоугольным или овальным входным отверстием, размер которого соответствует максимальному поперечному сечению продукта. Однако жевательные конфеты 3D-формы представляют собой более сложную задачу: их поперечное сечение изменяется вдоль длины изделия (например, сердцевидная конфета шире в верхних долях и уже в нижней точке), а неправильный контур изделия означает, что простое прямоугольное отверстие либо сжимает более широкие части конфеты, либо оставляет избыточный зазор пленки вокруг более узких участков, что приводит к неравномерной упаковке — мешок вздувается в одних местах и провисает в других. JY-ZB600D оснащена специальным формирующим воротником с увеличенным входным отверстием, ширина которого на 20–30 % превышает максимальное поперечное сечение изделия, в сочетании с профилированным внутренним каналом, повторяющим контур изделия от входной точки до линии продольного герметизирования. Увеличенное отверстие позволяет жевательной конфете 3D-формы входить в пленочную трубку без сжатия, а профилированный канал мягко направляет пленку по неправильному контуру изделия, обеспечивая формирование подушечного пакета, точно повторяющего форму конфеты без избыточных складок пленки или деформации продукта. Для каждой формы изделия 3D-типа требуется свой специфический профиль формирующего воротника, а формирующий воротник JY-ZB600D установлен на быстросменном кронштейне, позволяющем оператору заменить воротник менее чем за 5 минут при переходе между различными типами изделий 3D-формы. Компания Junyao поддерживает библиотеку стандартных профилей формирующих воротников для наиболее распространенных форм жевательных конфет 3D-типа — сердца, звезды, буквы и силуэты животных — и может изготовить индивидуальные профили для уникальных геометрий изделий на основе чертежей заказчика или физических образцов.
3. Ориентационно-контролируемая подача с датчиком распознавания формы
Жевательные конфеты неправильной формы не располагаются на плоской конвейерной ленте в предсказуемой ориентации, как это происходит с круглыми или прямоугольными конфетами. Сердцевидная жевательная конфета может подаваться к формующему коллектору остриём вниз, остриём вверх или сбоку; звёздообразная жевательная конфета может подаваться любым из пяти своих лучей в качестве ведущего края. Такая случайность ориентации порождает две проблемы: во-первых, внешний вид изделия внутри запечатанного пакета варьируется от штуки к штуке, что подрывает визуальную согласованность, требуемую премиальными брендами; во-вторых, изделие трёхмерной формы, имеющее неправильную ориентацию, может превысить размер отверстия формующего коллектора по одному из измерений, хотя и умещается по другому, вызывая засорение и остановку машины. Модель JY-ZB600D решает эту проблему за счёт системы подачи с контролем ориентации, состоящей из трёх компонентов, работающих последовательно. Первый компонент — это канал сортировки заданной формы: узкий желоб, вырезанный в поверхности сортировочного лотка и соответствующий требуемой ориентации конкретной трёхмерной жевательной конфеты. По мере того как жевательные конфеты вращаются на сортировочном лотке, те из них, которые случайно совпадают по профилю с каналом, скользят в него и продолжают движение к подающему конвейеру в правильной ориентации; те же конфеты, которые имеют неправильную ориентацию, проходят мимо канала и продолжают вращаться на лотке до тех пор, пока не примут нужное положение. Второй компонент — это фотоэлектрический датчик распознавания формы, расположенный между выходом из канала сортировки и входом в формующий коллектор. Датчик использует двухлучевую конфигурацию, позволяющую считывать силуэт изделия при его прохождении и сравнивать измеренный профиль силуэта с эталонным профилем, сохранённым для текущего рецепта продукции. Если силуэт не совпадает — что указывает на то, что изделие повернулось вне правильной ориентации после выхода из канала сортировки, — датчик отправляет сигнал ПЛК для активации коррекции скорости, описанной выше: подача на короткое время замедляется, чтобы следующее правильно ориентированное изделие получило приоритет. Третий компонент — это сервоприводное ориентирующее колесо, расположенное непосредственно перед входом в формующий коллектор. Для форм жевательных конфет, при которых один лишь канал сортировки не гарантирует 100-процентную правильную ориентацию (формы с почти симметричным профилем, например буквы «О» или «Х»), ориентирующее колесо оказывает мягкое вращательное воздействие, поворачивая изделие в заданную программой ориентацию; направление и величина этого воздействия определяются на основе обратной связи от датчика распознавания формы. Совместное действие этих трёх компонентов снижает долю изделий с неправильной ориентацией до менее чем 0,5 % при производственной скорости до 600 шт./мин, по сравнению с 2–5 % на стандартных упаковочных машинах без контроля ориентации.
4. Расширенный диапазон длины пакетов для трехмерной упаковки продукции
Трехмерные жевательные конфеты занимают больше осевого пространства внутри подушкообразного пакета по сравнению с компактными круглыми или плоскими конфетами. Круглая жевательная конфета диаметром 25 мм свободно помещается в пакет длиной 60 мм с запасом по 15 мм с каждого конца, тогда как сердцевидная жевательная конфета длиной 35 мм с неравномерным профилем требует пакета длиной от 90 до 100 мм для размещения максимальной длины изделия и обеспечения достаточного запаса для герметизации концов — как в более широких верхних лопастях, так и в более узкой нижней части. Расширенный диапазон длин пакетов на станке JY-ZB600D — от 50 мм до 200 мм — полностью удовлетворяет этим требованиям по сравнению со стандартным диапазоном станка JY-ZB1200 для упаковки конфет — от 45 до 120 мм. Расширение диапазона достигнуто за счет увеличенного хода подачи пленки, управляемого сервоприводом 3, а также за счет более широкого ножа поперечной герметизации, способного обрабатывать пакеты длиной до 200 мм без сокращения времени выдержки при герметизации. При максимальной длине пакета 200 мм станок сохраняет производственную скорость 50 шт./мин; при минимальной длине пакета 50 мм скорость возрастает до 600 шт./мин. Зависимость между длиной пакета и производственной скоростью приближенно линейна: оператор может оценить достижимую скорость для любой длины пакета в заданном диапазоне по формуле Скорость = 600 – (2,9 × (Длина пакета – 50)), где результат ограничен сверху значением 600 шт./мин и снизу — 50 шт./мин. Такая предсказуемая зависимость скорости от длины пакета позволяет планово-производственным отделам рассчитать выходную мощность станка для любого запланированного формата трехмерных изделий еще до утверждения производственного графика, устраняя неопределенность, присущую оценкам скорости на станках с нелинейной зависимостью скорости от длины пакета.
5. Поверхности контакта с антипригарным покрытием и конструкция для быстрой очистки
Трехмерные жевательные конфеты обладают такими же липкими поверхностями, как и стандартные жевательные мишки. Модель JY-ZB600D использует технологию антипригарного покрытия, разработанную для модели JY-ZB800G. Все поверхности, контактирующие с продуктом — канал сортировки с формованием, колесо ориентации, внутренний канал формовочного кольца и подающая конвейерная лента — покрыты пищевым антипригарным слоем на основе силикона с модифицированным ПТФЭ, который снижает коэффициент трения поверхности до менее чем 0,15 и предотвращает прилипание липкой массы жевательных конфет к поверхностям оборудования даже после 8 часов непрерывной работы. Модель JY-ZB600D включает специальную конструктивную особенность, необходимую именно для производства трехмерных изделий: канал сортировки с формованием и колесо ориентации имеют более сложную геометрию по сравнению с плоскими поверхностями стандартных упаковочных машин для жевательных конфет, а остатки продукта могут скапливаться в контурах канала и выемках колеса, куда не может достать обычная чистящая ткань. Для решения этой проблемы в модели JY-ZB600D канал сортировки и колесо ориентации установлены на быстросъемных кронштейнах, что позволяет оператору демонтировать эти компоненты менее чем за 2 минуты и промыть их в раковине или под струей воды из шланга, тогда как плоские поверхности оборудования очищаются влажной тканью. Такое сочетание быстросъемных сложных компонентов и легко очищаемых плоских поверхностей обеспечивает полный цикл очистки между сменой вкуса или формы изделия менее чем за 12 минут по сравнению с 30–40-минутным циклом очистки на традиционных упаковочных машинах для трехмерных жевательных конфет, не оснащенных быстросъемными компонентами.
6. Многоязычная человеко-машинная интерфейсная система (HMI) с библиотекой 3D-форм изделий
Сенсорный экран HMI модели JY-ZB600D поддерживает английский, китайский, арабский, русский, испанский, французский и португальский языки; все меню, коды аварийных сообщений и метки параметров отображаются на языке, выбранном оператором. Помимо стандартного операционного интерфейса, HMI включает 3D-библиотеку форм изделий, в которой хранятся профили ориентации, назначения формовочных воротников, параметры ориентирующего колеса и эталонные данные датчиков распознавания форм для каждой формы изделия. При выборе оператором формы изделия из библиотеки — например, «Жевательный мармелад в форме сердца, 35 мм» — ПЛК автоматически загружает параметры всех пяти сервоприводных осей, скорость сортировочного канала, направление и величину коррекции ориентирующего колеса, настройку диаметра формовочного воротника и эталонный профиль датчика распознавания форм. Такой подход на основе библиотеки форм исключает ручную настройку множества параметров, требуемую при упаковке трёхмерных жевательных мармеладов на традиционных машинах: оператору приходится отдельно регулировать скорость сортировочного лотка, шаг подачи, габариты формовочного воротника, момент герметизации и калибровку датчиков для каждой новой формы изделия — процесс, занимающий от 20 до 30 минут даже у опытного оператора. В настоящее время в библиотеке форм содержится 20 предварительно запрограммированных профилей стандартных трёхмерных форм жевательного мармелада; новые формы могут быть добавлены оператором с помощью пошагового мастера настройки, который последовательно проводит через каждый этап задания параметров с визуальными подсказками и проверками подтверждения, сохраняя новый профиль для последующего однократного вызова.
Технические характеристики
EN
