El control de movimiento centralizado facilita la modularidad y reduce el esfuerzo global
Frank W�rthner, Gesti�n Comercial Global de Envasado, de Beckhoff Automation
16/07/2024Desde hace m�s de 50 a�os, Bausch+Str�bel SE + Co. KG, con sede en Ilshofen (Alemania), desarrolla sistemas de envasado y producci�n para la industria farmac�utica y similares. El objetivo de la empresa es ofrecer las mejores soluciones t�cnicas y econ�micas para los retos del mercado moderno. La nueva etiquetadora ESA1025 para diversos envases farmac�uticos es un perfecto ejemplo de aplicaci�n con el control basado en PC de Beckhoff como controlador de movimiento central.
Dispensador de etiquetas modular con tecnolog�a de servoaccionamiento
Se utilizan etiquetas autoadhesivas en rollo para etiquetar viales y envases farmac�uticos similares. Para garantizar una aplicaci�n especialmente r�pida, precisa y fiable, la etiquetadora ESA1025 se ha equipado con un nuevo dispensador de etiquetas modular. Las ventajas asociadas son muchas; entre ellas se incluyen la precisi�n y el cuidado de etiquetado, el cambio r�pido y sin herramientas a otros objetos y tama�os de etiquetas, e incluso una mayor calidad de impresi�n gracias a la tecnolog�a de servoaccionamiento de Beckhoff. Al mismo tiempo, el conjunto es extremadamente compacto, ya que todo el sistema el�ctrico y los componentes de control se han integrado en la m�quina para ahorrar espacio.
Los elevados requisitos de la tecnolog�a de control se hacen patentes ya en la propia complejidad del flujo del proceso:
- Transporte de objetos en el sistema: los viales se transportan a trav�s de un tornillo de alimentaci�n, que se acopla y desacopla en la estrella principal mientras el sistema est� en marcha (a una velocidad reducida debido a la inercia de masa).
La estrella principal puede tener diferentes pasos de estrella (ratios) en funci�n del tama�o del objeto; es relevante de cara al acoplamiento con el tornillo de entrada y el interruptor de leva electr�nico.
Las ruedas de salida est�n acopladas mec�nicamente a la estrella principal y carecen de accionamiento propio.
El cargador ME8081 de Bausch+Str�bel puede utilizarse en una gran variedad de aplicaciones, como el almacenamiento de ampollas, cartuchos y viales con precisi�n de recuento. Foto: � Beckhoff
Acumulaci�n: funciona a una velocidad constante derivada del dispensador de etiquetas.
Se requiere una buena sincronizaci�n en este punto para evitar las arrugas.
- Etiquetado: el dispensador de etiquetas funciona en ciclo, es decir, el avance de la red de etiquetas sin engranajes se reinicia a toda velocidad cada 75 ms.
El avance de la red de etiquetas se detiene mediante un sensor que detecta la distancia entre las etiquetas individuales.
Una l�gica especial garantiza un posicionamiento correcto incluso si no hay etiquetas (activadores ausentes).
El servoaccionamiento del alimentador de cinta de etiquetas genera diferentes se�ales de activaci�n de gran precisi�n, necesarias para controlar los sistemas de visi�n e impresi�n.
El panel de control multit�ctil CP3918 con pantalla de 18,5 pulgadas se instala en un brazo de montaje y facilita el manejo de la etiquetadora ESA1025. Foto: � Beckhoff
- Opciones: En caso necesario, se puede integrar un accionamiento adicional para desacoplar la impresi�n del proceso de etiquetado y permitir as� una red de etiquetas en continuo funcionamiento.
Para una inspecci�n visual completa, tambi�n es posible garantizar que los objetos se giren constantemente en el mismo �ngulo, a cualquier velocidad de la m�quina, por medio de un sistema de rodadura acoplado a la estrella principal mediante engranaje electr�nico.
Gerald Kreft, programador del departamento de desarrollo de software/normalizaci�n de Bausch+Str�bel, explica otras caracter�sticas especiales que son importantes para el transporte de envases farmac�uticos: "La etiquetadora ESA1025 tambi�n puede procesar objetos con paredes muy finas (como las viales) o fr�giles (como las ampollas con anillo de aplastamiento). Adem�s, es esencial asegurarse de que el objeto etiquetado no presente signos de da�os est�ticos (por ejemplo, de impresi�n). Es precisamente por eso el transporte de paso tiene que ser lo menos estresante posible". En materia de etiquetado, es esencial apoyar la tendencia actual de abandonar los soportes de papel en favor de soportes de pl�stico con paredes tan finas como sea posible, como se�ala Gerald Kreft: "En comparaci�n con los de papel, los soportes de pl�stico son mucho m�s inestables, es decir, m�s propensos a estirarse. Este comportamiento dificulta notablemente el procesamiento a alta velocidad. Sin embargo, con nuestro nuevo dispensador de etiquetas, la impresi�n puede desacoplarse del proceso de etiquetado mediante un servoaccionamiento independiente, lo que nos permite lograr un posicionamiento r�pido y preciso de la impresi�n incluso con sustratos de pl�stico".
Un vial farmac�utico caracter�stico que debe manipularse r�pidamente y con la mayor delicadeza posible. Foto: � Beckhoff
Ventajas de la arquitectura de control centralizado
En el modelo anterior de la ESA1025, los servomotores para el dispensador de etiquetas y para el transporte de paso se controlaban mediante servoaccionamientos independientes. Gerald Kreft explica de la siguiente manera el potencial de optimizaci�n que ofrece el control de movimiento centralizado ejecutado con tecnolog�a de control basada en PC: "Con los controles separados, era preciso establecer, gestionar y mantener varias v�as de comunicaci�n. Adem�s, deb�an gestionarse y documentarse por separado m�ltiples proyectos de software. Al fusionar todos los servoejes en un controlador TwinCAT central y lograr un mayor grado de normalizaci�n, podemos conseguir un coste global m�s bajo en este punto. Adem�s, la tecnolog�a de control basada en PC de Beckhoff aprovecha al m�ximo el ya de por s� limitado espacio de instalaci�n gracias al armario de control integrado".
La ESA1025 destaca especialmente por su dispensador de etiquetas superr�pido, capaz de manipular hasta 48.000 unidades por hora. Como se�ala Gerald Kreft, "el rendimiento m�ximo real que puede alcanzarse depende del material procesado, as� como del tama�o del vial y la longitud de la etiqueta; sin embargo, el nuevo dispensador permite reducir al m�nimo la dependencia del material de la etiqueta. Para ello, resultaba esencial la consolidaci�n de todos los servoaccionamientos en un controlador de movimiento central, y adem�s, como ya se ha mencionado, con unos requisitos de espacio m�nimos". Otra ventaja es el dise�o modular tanto del software como del hardware, que implica que el sistema de etiquetado puede utilizarse f�cilmente en otros tipos de m�quinas. Adem�s permite, en caso necesario, integrar sin mucho esfuerzo otros accionamientos para soluciones especiales, por ejemplo, si es preciso transferir objetos a una m�quina posterior.
El m�todo de manipulaci�n de los viales dentro de la etiquetadora est� dise�ado para garantizar que no resulten da�ados ni el objeto ni la etiqueta aplicada, gracias a funciones avanzadas como el control de movimiento de alto rendimiento. Foto: � Beckhoff
La nueva etiquetadora ESA1025 combina todos los servoejes en un controlador TwinCAT central. Foto: � Beckhoff
