XTS 与卫生型 XTS 重新定义灵活、卫生的 HFFS 包装
在单台设备上灵活处理多种包装尺寸与产品,已成为包装行业一项日益增长的核心需求。然而,传统的链条驱动系统速度与规格固定,已难以满足这一需求。当 Bartelt Packaging 寻找技术合作伙伴以填补这一空白时,他们找到了倍福及其机电一体化 XTS 系统,该系统只需轻触按钮即可完成换型。
从粉末、零食到奶酪和日用消费品,如今的装袋作业要求设备能够快速换型、保持一致的封口质量,并满足日益严格的卫生标准,且往往需要在更小的占地面积内实现。Bartelt Packaging 总部位于佛罗里达州萨拉索塔市,1941 年起家于伊利诺伊州罗克福德市的一家机械工坊。七年后,该公司便推出了据称全球首台卧式成型填充密封(HFFS)包装机,由此在包装行业中留下了浓墨重彩的一笔。如今,作为知名加工与包装品牌 ProMach 集团的一员,Bartelt 持续为众多行业提供一流的立式包装与装盒解决方案。美国超市里几乎每个货架上的商品包装,皆出自他们的设备。
包装行业最佳方案的压力测试
然而,随着食品包装领域对卫生和性能要求的不断提高,一位客户的应用场景需要高水平的清洁消毒,这暴露了此前所使用的导轨与控制系统在冲洗环境中的局限性,促使 Bartelt 探索替代技术,并最终与倍福达成合作。
Bartelt 对采用不锈钢材质、防护等级高达 IP69K 的卫生型 XTS 进行了大量内部测试。“我们对演示系统进行了连续数日的高强度测试,包括在每个动子上加装配重以模拟最大产品重量。”Bartelt 副总裁兼总经理 Tom Tomac 说道,“我们施加了各种可能的负载,全面考验 XTS 的性能。我们将收集到的详细信息反馈给倍福,他们敬业的工程师针对 Bartelt 的需求对方案进行了重新设计与优化,并发回了一套融合了我们全部测试反馈的卫生型 XTS 系统。接着我们又进行了更多测试,甚至用上了粘性含糖软糖等更棘手的物料,但经过改进的新系统性能始终稳如磐石,无懈可击。”
机电一体化输送系统改变游戏规则
Bartelt 的 MAG-B 紧凑型、MAG-L 直线型和 MAG-R 旋转型 HFFS 包装机,专为各类需要高吞吐量、高适应性和高效空间利用的柔性包装应用而设计,而这些能力的核心,正是 XTS 与卫生型 XTS 系统。借助通过磁场独立驱动的无间隔、无线缆的动子,XTS 能够在保持最大吞吐量的同时,实现包装尺寸与填充工艺之间的无缝切换。电磁推进的直线运动可沿预设路径提供平稳、精确的输送,确保运动控制与产品输送始终保持高度一致与精准。
MAG 系列平台可灵活配置为直线、旋转或双通道布局。该系列专为最大化包装灵活性而设计,能够在单一平台上兼容多种包装尺寸,且换型操作极简。每种配置均支持卷膜制袋以及预制袋两种生产模式。由于单台设备即可容纳众多包装尺寸和填充配置,该系列在产品种类增加、多品种混合生产且批量规模变小的行业趋势下,展现出显著优势。
首款推向市场的机型是 MAG-L(直线型),采用直线式工艺流程布局,沿设备长度方向完成袋填充,速度最高可达每分钟 150 袋。配备卫生型 XTS 的 MAG-B(背封式)可在设备前后两侧同时填充包装袋,在保持与 MAG-L 同等产能的同时,实现了更为紧凑的设计。该机型防护等级高达 IP69K,可满足部分食品应用中所需的全面冲洗要求。而最为小巧的 MAG-R(旋转式)则在旋转过程中充分利用 XTS 技术,在优化占地面积的同时实现高速生产Bartelt 的多款机型均可选配易于清洁的卫生型 XTS。
为高效运行而生,为灵活应变而造
在一个产量很高、利润却很薄的行业中,设备正常运行时间至关重要。快速换型与最短清洁时间缺一不可,快消品制造商承受不起因产品或规格切换而导致的长时间停机。这正是基于 XTS 的系列机型大显身手之处:通过数字化控制的设备调节,实现快速且可重复的规格切换。该系列支持更高的运行速度、动态调整工站间运行时间间隔、先进的软包装输送,包括实时夹持、通过可控摇动实现产品沉降、优化氮气填充,同时支持单机至三通道袋体分度的模块化扩展运行。
与采用固定间隔且适应性较差的传统的机械式分度单元不同,MAG 系列借助 XTS 技术,能够根据当前运行的产品动态调整包装袋分度间距。
这种更高水平的自动化进一步降低了对日益稀缺的熟练劳动力的依赖。轴与工装的自动重新定位简化了设置流程,而集成的自主设计的自动接袋装置、半自动拉链袋接袋装置及放卷装置,则确保了更换薄膜卷时的连续运行。该设计可实现薄膜卷的最大化利用(直至仅剩卷芯),同时由于无需配置第三方设备,也有效减小了占地面积。
自动化、运动控制与网络通信一体化集成
倍福基于 PC 的控制硬件与软件构成了新型包装机的核心,全面统筹自动化与运动控制的各个环节。这一高度集成的控制平台,在性能、易用性与可靠性方面均实现了显著提升。
从开发角度来看,Bartelt 的工程师认为倍福的 TwinCAT 软件是一项关键优势。Bartelt 电气工程部经理 Chris Conley 坦言:“我非常欣赏他们的编程软件,其操作极为直观,大幅简化了编程工作,为我们节省了大量工程时间。”TwinCAT 提供了简洁的编程环境,内置 XTS 轨道仿真与“Open from Source”功能,支持在设备端直接完成代码的验证、更新与调试,令人倍感安心。而通过远程 Windows 连接至控制器运行应用程序的能力,则进一步简化了调试与技术支持流程。
设备的控制和计算任务由超紧凑型 C6032 工业 PC 负责,该设备在拥有强大处理能力的同时,仅占用极小的控制柜空间。整个系统通过高速 EtherCAT 通信紧密连接,实现了实时运动控制与 I/O 性能、自动设备识别,以及快速配置与调试。
为未来而生
展望未来,Bartelt 认为包装行业给设备制造商带来的压力只会不断加剧:更高的吞吐量、更多的产品种类、更严格的质量要求以及更丰富的功能。要满足这些需求,就必须采用天生具备灵活性的自动化平台。通过集成 XTS 和基于 PC 的控制技术,MAG 系列在设计之初便着眼于未来,将适应性与长期可扩展性融入了平台之中。