Hızlı, Hatasız ve Kompakt Tablet Hap Ambalajı İçin PC Tabanlı Kontrol

 Hızlı, Hatasız ve Kompakt Tablet Hap Ambalajı İçin PC Tabanlı Kontrol

İsviçreli Rohrer AG, özellikle ilaç endüstrisi için tasarlanmış yeni R760 blister ambalaj makinesinde sadece Beckhoff’un PC tabanlı kontrol sistemlerini kullanıyor. Rohrer, Beckhoff’un güçlü ve son derece hassas EtherCAT I/O sisteminden ve kompakt sürücü bileşenlerinden yararlanarak, sadece hızlı ve hatasız bir şekilde çalışan değil aynı zamanda çok az yer kaplayan bir makine geliştirmeyi başardı. Rohrer AG, esnek film ve folyo geliştirme ve yapılandırmanın yanı sıra makine üretiminde de uzman. Özel alet ve makinelerini üretmek için şirket müşterileriyle ilk fikirden son gerçekleşme aşamasına kadar yakın işbirliği yapıyor. Hizmet yelpazesi numune geliştirmekten prototip oluşturmaya, üretim ekipmanını yapılandırmaya kadar uzanıyor.
Modüler blister ambalaj makinesi Özelleştirilebilir R760 makinesi küçük ve orta ölçekli lot boyutlarında ambalaj üretmek için kullanılıyor. Esnek filmden üretilen blister ambalajların geliştirilmesinden seri üretimine kadar tüm aşamaları için kullanılabiliyor. Makine tüm üretim sürecini yönetiyor, bu blister ambalajlara ısıl şekil verebilmesi, kenetleyebilmesi, delebilmesi ve presleyebilmesi anlamına geliyor.
 
Kamera sistemleri, paketlerin düzgün doldurulduğundan emin olmak için paketleri kontrol ediyor ve sorunlu olanları ayırıyor. Hacim azsa makine modüllerinin sayısı azaltılabiliyor. Ayrıca, GMP (Good Manufacturing Practice – İyi Üretim Uygulamaları) uyumlu tasarımı sayesinde temiz odalara bile kurulabiliyor.
 
R760 blister ambalaj makinesi, farmasötik, kozmetik ve sağlık uygulamaları için alüminyum folyo ve plastik film işleyebiliyor. Bu yazıda farmasötik sektörünün büyük bir hizmet sağlayıcısı tarafından kullanılan bir makinenin projesi hakkındadır. Makine, yeni ürün ve ambalaj tiplerini elde etmek için kullanılıyor. Ambalajlanan haplar, ağızda eriyen tabletler (ODT) olarak adlandırılan, patentli Lyopan prosesiyle dondurularak kurutulan ve susuz alınabilen tabletlerdir. Makinenin tasarımı ve otomasyon teknolojisi hız ve boyut bakımından çok yüksek gereksinimleri karşılamak zorundaydı. Sonuçta dakikada 40 çift blister ambalaj çıktısı kapasitesine sahip 40 döngülü bir sistem ortaya çıktı.
 
Tüm kontrol teknolojisi PC tabanlı
 
Rohrer, Beckhoff’un PC tabanlı kontrol teknolojisini ilk defa 2008 yılında tecrübe etti. O yıl şirket ilk kez, entegre CP6200 Panel PC’leri ve kabin montajlı C6920 Endüstriyel PC’leri (IPC) kurdu. 2012 yılında Rohrer tamamen PC Kontrollü sistemlere geçme kararını verdi. Rohrer’in İşleme ve Paketleme ünitesinde kontrol yöneticisi olan Bernd Esch nedenlerini şöyle açıklıyor: “Önceki kontrol mimarisinde bazı dezavantajlar vardı. Örneğin, birden fazla veriyolu sistemi gerektiriyordu. Ayrıca, emniyet gereksinimlerinin EN ISO 13849 standardının şart koştuğu performans seviyesinin karşılanmasını sağlamak oldukça karmaşık bir işti. Buna ek olarak, müşteriler daha kompakt sistemler talep ediyordu ki, o zamanki göreceli büyük sürücülerle ve ek
olarak gerekli EMC filtreleriyle bunu sağlamak mümkün olmuyordu. Diğer taraftan, Beckhoff’un AX5000 sürücüleri oldukça kompakt olması ve EMC filtrelerini tümleşik olarak içeriyor olması, bu sürücülerin pano hacmini yaklaşık yüzde 30 oranında düşürmeyi sağladı.” Ayrıca, ekranlı CP6200 serisi Panel PC’ler ve C6920 IPC’ler zaten otomasyon görevleri için gereken bilgi
işlem gücünü sağlıyordu. Bernd Esch şöyle devam ediyor: “TwinCAT otomasyon yazılımı gerekli PLC işlevselliğini sunmakla kalmadı, aynı zamanda yazılım tabanlı güçlü bir NC sistemi de sağladı. Bu, Beckhoff’un yer tasarrufu sağlayan IPC’sinin yanı sıra ekstra bir kontrolöre gerek olmadığı anlamına geliyordu. Beckhoff İsviçre’nin PC Kontrol çözümü için çok iyi uygulama
desteği sağladığından da ayrıca söz etmeliyim.” Esch, diğer önemli bir avantajın ise PC tabanlı kontrol’ün sağladığı açıklık olduğunu belirtiyor: “Makine kontrolörlerimizi herhangi bir ağa bağlayabilmemiz gerekiyordu.
 
Geniş yelpazeye sahip EtherCAT Bus Kuplörleri ve fieldbus terminallerinin çeşitliliği bize tam bir esneklik sunuyor. Aynı zamanda IT sistemiyle de entegre Ethernet arabirimi üzerinden TwinCAT ADS katmanıyla kolayca haberleşebiliyoruz ve PLC programında bir değişiklik yapmak zorunda kalmadan ihtiyacımız olan herhangi bir kontrol verisini çağırabiliyoruz.” Görselleştirme sisteminin bağlanması da aynı derecede kolay oldu çünkü piyasadaki çoğu sistem gibi, hâlihazırda TwinCAT için de bir sürücü mevcut. Java tabanlı web görselleştirme
programlarıyla, yığın parametreleri ve hata iletileri gibi bilgiler için bir MySQL veritabanı ile haberleşme de son derece iyi çalışıyor” diyor Esch.
 
R760 makinesinde PC Kontrol çözümünün merkezinde 1,9 GHz Intel® Celeron® işlemcisi, çok dilli Windows XP Professional işletim sistemi ve TwinCAT NC PTP’li C6920 kontrol kabini tipi IPC bulunuyor. Operatör, asma kol yapısına sahip, 15 inç büyüklüğünde dokunmatik ekranı ile özelleştirilmiş ekran filmi ve özelleştirilmiş bir klavyeye sahip CP7902 serisi Kontrol Paneli vasıtasıyla makineyi kontrol ediyor. Hareket kontrol fonksiyonları, bir AX5805 TwinSAFE kartı ve 10 adet AM8000 serisi servomotoru da içeren AX5112, AX5140 ve AX5206 sekiz servo sürücü tarafından gerçekleştiriliyor. Yaklaşık 150 adet veri noktasından gelen veriler, yaklaşık 100 EtherCAT analog / dijital ve TwinSAFE terminal tarafından toplanıyor ve dört EK1100 EtherCAT Kuplör vasıtasıyla kontrol teknolojisine entegre ediliyor. 
 
Yüksek performanslı dinamik sürücüler minimum montaj işi gerektiriyor 
 
Beckhoff’un servo sürücü teknolojisi son derece kompakt olmasının yanı sıra, olağanüstü dinamik özelliklere sahip, diyor Bernd Esch: “Üretim parametrelerini uygun şekilde ayarlayarak dakikada 40 çift blister ambalaj çıktısı gibi olağanüstü bir sonucu çabucak elde edebildik. Bunu, makinenin servo sürücü teknolojisinin sınırlarına ulaşmadan yaptık.” Rohrer bu düzeydeki performansı, en önemli özellikleri arasında düşük rotor ataleti ve beş kata kadar aşırı yük kapasitesine sahip olan AM8000 yüksek performanslı motorlar yardımıyla elde etti. Bunlar motorlar, presleri açmak ve kapatmak için üç servo ekseni, folyo taşıma için iki ekseni, tablaları makinenin içine beslemek ve konumlandırma için bir ekseni, blister çıktısını kontrol etmek için iki ekseni ve proses istasyonlarını ürüne bağlı olarak doğru konumlarına taşımak için ayar eksenlerini sürüyor.
 
Rohrer aynı zamanda, güç kaynağı ve geri besleme sistemini tek bir motor kablosu içinde birleştiren, Beckhoff tarafından yapılan Tek Kablo Teknolojisinden (OCT) de büyük ölçüde yararlandı. Tek kablo çözümü bilgiyi dijital bir arabirim üzerinden güvenilir bir şekilde ve girişimden koruyarak iletiyor. Bu, motor ve kontrolör taraflarında kablo ve konnektör ihtiyacını ortadan
kaldırıyor ve bunun sonucunda bileşen ve devreye alma açısından belirgin tasarruf elde ediliyor. Bernd Esch de bunu fark etmiş: “OCT, azalan kablo tesisatı gereksinimi sayesinde büyük tasarruf sağladı, özellikle iki sürücüde güç hattı zincirleri kullanıldığı için. Her şeyi biraz daha küçük yapmamızı sağladı; bu aynı zamanda tüm makine tasarımını da kolaylaştırdı. Sonuç olarak, OCT kurulum ve malzeme maliyetlerinizi yaklaşık yüzde 25 oranında düşürdü. Aynı zamanda devreye alma işlemini de epeyce kolaylaştırdı. Daha önce, herhangi bir arıza
oluştuğunda yeni bir enkoder kablosu çekmek gerekiyordu. Bunlar artık motor kablosuna entegre olduğu için, güç beslemesi için tekbir kablo çekmek yeterli olmakta.”
 
Entegre emniyet teknolojisi yeni seçenekler sunuyor
 
Makinenin tasarımını kolaylaştıran diğer özellikler arasında otomasyon sistemine entegre emniyet fonksiyonları var. Bunlar, TwinCAT Safety Editor’dan Safety over EtherCAT haberleşme protokolüne, TwinSAFE terminallerinden, isteğe bağlı AX5805 TwinSAFE sürücü kartına kadar uzanıyor. Bu özellikler Bernd Esch’in emniyet fonksiyonlarını çok daha fazla esneklikle tasarlamasını sağlamış: “Emniyet sistemini çok daha açık bir şekilde tasarlayabiliyoruz. Örneğin, her emniyet kapısının artık kendi TwinSAFE terminali var; böylece, önceden yaygın olan emniyet anahtarlarının ya da acil durdurma butonlarının seri bağlantısı ortadan kalkıyor.”
 
TwinSAFE sisteminin esnekliği, bireysel modüller için emniyet fonksiyonlarının seçilerek yürütülmesini kolaylaştırıyor. Örneğin, bir emniyet kapısı açık durumdayken makine çalışmaya
başladığında, bazı makine bileşenleri güvenle kapatılırken diğerleri “canlı” kalabilir. Bernd Esch: “Böyle bir şeyin uygulanması geçmişte son derece zordu ve ancak çok miktarlarda kablo bağlantısıyla mümkündü. TwinSAFE sayesinde, daha az bileşen gerektiren, daha az maliyetli, çok daha şık ve kompakt bir çözümle bunun üstesinden gelebiliyoruz.” diyor.
 
Hızlı ve yüksek dereceli belirleyici kontrol teknolojisi hassasiyet sunuyor
 
Folyo, tablaları mühürlemek için kullanılıyor ve tablaların kendilerinde ölçüm işaretleri (görsel referans noktaları) var; bunlar makine boyunca hareket ettiği esnada okunuyor. Tablanın göreli
konumuna bağlı olarak, makine konveyör sistemindeki tam uç konumu okuyor ve proses birimlerinin göreli konumunu hesaplıyor. Hızlı EtherCAT iletişim bileşenlerinin kullanımı sayesinde
Rohrer ürünleri saniyede yaklaşık 250 mm (10 inç) gibi yüksek bir hızda hareket ettirmeyi başardı ve hatta Beckhoff eXtreme Fast Control (XFC) teknolojisiyle bu hızı iki katına çıkarabildi.
Bernd Esch: “XFC terminalleri ve uygun sensörlerle saniyede 500 milimetre (20 inç) gibi hızlara erişebiliyoruz. Bu muazzam hıza rağmen sistem ölçüm işaretlerini güvenilir biçimde okuyor ve hesaplamalarını ve kapalı çevrim kontrol işlemlerini hassasiyetle gerçekleştiriyor. XFC bizim için aynı zamanda çok ilginç bir özellik çünkü hareketli ürünlerin inceleme kameralarını olağanüstü hassasiyette tetiklemesini sağlamak için kullanılabiliyor.”

Öne Çıkanlar

Endüstri Otomasyon Eksen Yayincilik hizmetidir.