Pizza verpakkingsmachine vervangt drie machines en conventionele producttransporttechnologie

Verpakkingsmachine pizza 1

Door de snelle veranderingen in de voedingsmiddelen- en drankenindustrie, aangejaagd door de COVID-19 pandemie, moeten fabrikanten van verpakte consumptiegoederen (CPG), contractverpakkers en hun leveranciers de flexibiliteit drastisch verhogen om aan een exponentiële stijging van de vraag te kunnen voldoen. Dit heeft OEM’r Brenton in de VS ertoe aangezet hun zijwaarts te laden verpakkingsmachine uit te rusten met de XTS (eXtended Transport System). Het lineaire transportsysteem verhoogt nu de flexibiliteit bij de producttoevoer en maakt omschakelen sneller. Bovendien heeft de machine na het herontwerp een aanzienlijk kleinere footprint.

Brenton produceert geïntegreerde end-of-line verpakkingssystemen voor de voedingsmiddelen-, dranken- en farmaceutische industrie en is gespecialiseerd in verpakken, kartonneren, robot-palletiseren en materiaalbehandeling. Het bedrijf maakt nu deel uit van de uitgebreide merkengroep ProMach Inc. en bestaat al meer dan 30 jaar.

Een grote Amerikaanse contractverpakker nam Brenton in de arm voor een uitdagende toepassing op het gebied van verpakken van diepvriespizza’s. Deze faciliteit had machines nodig die een toevoer met willekeurige timing aankonden, evenals 26 verschillende diepvriespizza’s die ofwel in dozen werden verpakt of gewoon in plastic in krimpfolie werden gewikkeld.

“Deze toepassing vormde een uitdaging omdat we de wisseltijden voor producten van verschillende afmetingen moesten elimineren. Omschakelen van 10-inch naar 15-inch pizza’s vereiste tijdrovende mechanische aanpassingen,” legt Mike Grinager, Vice President of Technology voor Brenton, uit. “We moesten ook een doorvoer van 15 kisten per minuut leveren zonder productschade. Dit wordt bemoeilijkt door het feit dat pizza’s tot wel 15 hoog worden gestapeld in variabele opstellingen, terwijl ze door de verpakkingslijn gaan.”

Verpakkingsmachine pizza 2

Met behulp van XTS ontwikkelde Brenton een pitch-loze machine die volledig willekeurige invoertiming van alle diepvriespizzavormen, -oriëntaties en SKU’s aankan. Foto: Brenton

Intelligente transporttechnologie verwerkt productvariatie

Brenton besloot uiteindelijk dat deze eisen een mechatronisch lineair transportsysteem nodig hadden voor de verpakkingsmachine van het bedrijf. “Deze beslissing leidde Brenton naar het eXtended Transport System (XTS) van Beckhoff, dat volgens ons in een oogwenk deze productveranderingen aan kon”, aldus Grinager. “Met behulp van XTS ontwikkelden we een M2000-machine die vakkundig een volledig willekeurige invoertiming van alle pizzavormen, oriëntaties en productvarianten verwerkt, inclusief bulkverpakkingen.”

De vernieuwde M2000 machine is nu voorzien van 5,5 meter XTS transportlijn met 12 movers om de producttoevoer te regelen. XTS is een mechatronische oplossing en biedt lineaire motorkarakteristieken in combinatie met constant draaiende movers. Het transportsysteem is beschikbaar in open of gesloten versies.

Verpakkingsmachine pizza 3

XTS is de kern van de M2000 verpakkingsmachine van Brenton, hierboven afgebeeld: de pizza’s worden vastgehouden terwijl XTS ze om een hoek van 180 graden brengt om de stapels vast te pakken en te stabiliseren. Foto: Brenton

Een van de vele opmerkelijke kenmerken is dat de movers in staat zijn om in beweging klemkrachten te creëren. Twee gesynchroniseerde movers die in tandem werken, grijpen de pizzastapels met een vooraf bepaalde kracht vast en stabiliseren ze voor een snel en veilig transport naar het verpakkingssysteem van de dozen. “Dat is het mooie van deze machine – het verwerkt een stapel van 15 in krimpfolie verpakte ronde pizza’s en past zich snel aan op een invoer van pizza’s die al in vierkante verpakking zitten. En dat alles met een minimale omschakeltijd”, aldus Mike Grinager.

XTS compenseert ook moeiteloos verschillende aanvoertijden omdat de movers elke gewenste afstand kunnen innemen en het product voor het laadstation kunnen bufferen. Hierdoor krijgen andere productieprocessen indien nodig extra tijd. “XTS vermindert het aantal opstoppingen en de stilstandtijd aanzienlijk omdat het perfect gestapelde pizza’s in kartonnen dozen verplaatst,” aldus Mike Grinager. “Dit was allemaal niet mogelijk met andere systemen die we hebben geëvalueerd.” Brenton’s eerste XTS-toepassing moest een zware payload verwerken voor dit toepassingstype, gezien het gewicht van de hoge stapels pizza’s. Daarom integreerde Brenton een speciaal voor de XTS aangepast GFX-geleidingssysteem van HepcoMotion, dat geschikt is voor hogere payloads.

Verpakkingsmachine pizza 4

Volgens de verpakkingsspecialisten van Brenton vermindert XTS het aantal opstoppingen en de stilstandtijd aanzienlijk, omdat het perfect gestapelde pizza’s in kartonnen dozen schuift.

De besturing van de XTS is een Beckhoff C6930 industriële besturingskast-PC. De machinecontroller staat in verbinding met een CP2915 15-inch Control Panel-display met multi-touchfunctionaliteit. Ondanks de zeer dynamische bewegingsbesturing gebruikt de XTS slechts ongeveer 15% van de rekenkracht van de IPC, zodat er voldoende reserves overblijven voor andere automatiseringsfuncties.

Latere versies van de Brenton M2000 omvatten ook snelle EtherCAT I/O-systemen met een verscheidenheid aan EL-serie terminals, waaronder 8-kanaals high-density (HD) varianten. “Interoperabiliteit tussen het EtherCAT I/O-systeem van Beckhoff en andere veldbussen is zeer nuttig omdat het de integratie vereenvoudigt,” aldus Mike Grinager. “Het tot stand brengen van connectiviteit met EtherNet/IP-apparaten was ook gemakkelijk voor het Brenton Engineering-team,” voegde Patrick Triemert, Application Engineer bij Beckhoff USA, eraan toe. “Met zijn extreem hoge snelheid en synchronisatie is EtherCAT echter de perfecte bus voor mechatronische toepassingen zoals XTS.”

Verpakkingsmachine pizza 5

Voor de besturing van de XTS en andere machinefuncties wordt een krachtige industriële pc uit de C6930-regelkast gebruikt, in combinatie met het supersnelle EtherCAT-communicatiesysteem en de bijbehorende EtherCAT I/O-klemmen. Foto: Brenton

Aanzienlijk verhoogde doorvoercapaciteit van machines

Brenton heeft een uitstekende verwerkingscapaciteit ervaren van de met XTS uitgeruste M2000 machine. De M2000 kan nu maar liefst 41 verschillende SKU’s en tot 27 kisten per minuut verpakken, wat neerkomt op 140 diepvriespizza’s per minuut. De machine kan ook tot 26 verschillende verpakkingspatronen implementeren, waaronder meer complexe en commerciële patronen met een doorvoer van 12,5 krat per minuut. “Eén met XTS uitgeruste M2000 machine kan in feite het werk doen van drie conventionele casepackmachines,” aldus Mike Grinager.

Na het elimineren van veel van de wisselstappen, verminderde Brenton de typische stilstandtijd die nodig was voor de resterende invoerwissels van ongeveer 30 minuten tot slechts vijf minuten met XTS. Brenton bespaarde minstens 200 uur engineeringtijd voor het invoergedeelte van de M2000 en verminderde de complexiteit drastisch door ongeveer 100 onderdelen van de oorspronkelijke verpakkingslijn te kunnen verwijderen, zoals kettingen en rotatiemechanismen.

Sindsdien heeft Brenton al een derde order ontvangen van het contract verpakkingsbedrijf en zijn er offertes van andere klanten voor extra machines met XTS. Naast de ondersteuning van gevestigde verpakkingsmarkten voor Brenton, opent XTS veel nieuwe projecttypes voor de OEM, met name in farmaceutische toepassingen waar ze nog meer potentieel zien om het marktaandeel uit te breiden.

“XTS ondersteunt veel nieuwe machineontwerpen voor projecten die we voorheen misschien hadden laten liggen”, aldus Grinager. “We hebben nu nieuwe concepten binnen ons handbereik die sneller en flexibeler zijn en de footprint van de machine met wel 50% kunnen verkleinen. Na onze eerste XTS-successen doet Brenton ook onderzoek naar XTS Hygienic voor washdown-toepassingen in de levensmiddelenproductie en het XPlanar flying motion-systeem voor de meest uitdagende materiaaltransportvereisten in de industrie.”

Meer informatie
Thema's
Lees ook
‘Makkelijk’ eten zorgt voor overeten

‘Makkelijk’ eten zorgt voor overeten

Hoe kan slimme technologie bijdragen aan gezonder eten? In het Wageningse voedingslab zijn ze dat aan het onderzoeken. Met behulp van sensoren, scanners, speciale camera’s en Artificiële Intelligentie (AI) wordt data verzameld over wat en hoe men eet.

Modulair ontwerpen: sneller, eenvoudiger en beter

Modulair ontwerpen: sneller, eenvoudiger en beter

Ontwerp je (complexe) producten, machines en systemen? Dan is modulair ontwerpen dé ideale methode om het ontwerpproces te versnellen, te vereenvoudigen, risico’s te verkleinen en groei op de lange termijn te stimuleren.

Onprove en Gullimex lanceren digitaal sturingsmechanisme foodsector

Onprove en Gullimex lanceren digitaal sturingsmechanisme foodsector

Onprove en Gullimex lanceren een digitaal sturingsmechanisme voor voortgaande procesverbetering, waarin de meetsystemen van Gullimex gekoppeld zijn aan het softwareplatform DPS-MES van Onprove. Met dit sturingsmechanisme kunnen afnemers één digitaal systeem gebruiken voor alle data.