Wat is een multiheadweger in verpakking?

Weegmachines met meerdere koppen zijn snelle, kwalitatieve en kwantitatieve weegmachines waarbij een microcontroller meerdere weegunits beheert en combinatorische wiskunde gebruikt om het optimale gewicht van een product te bepalen en vrij te geven. In tegenstelling tot lineaire weegschalen, die kwantitatief zijn en een enkele emmer vullen tot een ingesteld gewicht is bereikt, breken multiheadweegmachines bulkproducten in kleinere porties, wegen ze in verschillende hoppers en selecteren ze een set hoppers die overeenkomt met het doelgewicht van een productierun.

In geautomatiseerde voedselverpakkingsfaciliteiten in diverse industrieën fungeert een multiheadweger als het belangrijkste distributiecentrum voor materialen en als de belangrijkste besturingsprocessor voor de gehele productstroom. Het is meer dan een weegmachine; multiheadwegers regelen de stroom, snelheid en precisie van de productielijnen. De verpakkingsmachine in Vertical Form Fill and Seal en high-speed inbliksystemen kan alleen zo snel en nauwkeurig werken als de multiheadwegers.

Wereldwijde kleine en middelgrote ondernemingen (MKB) in de verpakkingsindustrie zullen waarschijnlijk prioriteit geven aan doelbewuste en strategische investeringen, terwijl ze hun productie volledig automatiseren naar hoge precisie en overgaan van handmatige bewerkingen naar halfautomatische bewerkingen. Het belangrijkste financiële voordeel van een multiheadweger is de mogelijkheid om "weggave" te minimaliseren. Weggeven is de overtollige hoeveelheid product in een verpakking om te voldoen aan nationale regelgeving, waarin elke verpakking een bepaald, wettelijk vastgesteld, minimumgewicht moet hebben. In het geval van handmatig wegen vullen werknemers de verpakking met enkele grammen meer om te voorkomen dat ze bestraft worden voor te weinig wegen. In de loop van miljoenen verpakkingen kan dit desastreus worden. Een multiheadweger brengt dit overvulbereik terug tot fracties van een gram. Daarom is het zo kostenefficiënt, omdat het uitgespaarde weggevertje direct wordt omgezet in winst, en het biedt een buitengewoon snelle terugverdientijd voor het geïnvesteerde kapitaal.

Belangrijkste onderdelen van een multiheadwegersysteem

Voor fabrieksmanagers, als onderdeel van hun evaluatie van de betrouwbaarheid van de apparatuur en het vermogen van de apparatuur om aan de hygiënenormen te voldoen, is het nuttig om een basiskennis te hebben van de constructietechniek van het apparaat om het werkingsprincipe van de multiheadweger volledig te begrijpen. In een multiheadweger van hoge kwaliteit kunnen de vele verschillende individuele componenten een goed voorbeeld zijn van fysieke en elektronische componenten die nauw geïntegreerd zijn.

• Top Kegel: De bovenkegel, die het bovenste deel van de machine vormt, dient als eerste contactpunt en ontvangt bulkmateriaal van een upstream hellende transportband of Z-emmerelevator. De bovenkegel maakt gebruik van continue gecontroleerde trillingen, waarbij de amplitude wordt aangepast, om te helpen bij de uitgaande, 360-graden radiale verspreiding van het stortgoed naar de lineaire toevoer.
• Lineair Voederautomaat Pannen: Deze invoerpannen, die radiaal rond de bovenste conus en invoertrechter zijn geplaatst, vangen het uitgestrooide product op. Elke pan heeft een onafhankelijk trilsysteem, waarvan de parameters worden geregeld om een continue, gelijkmatige productstroom naar de afzonderlijke toevoereenheden te creëren. Het ontwerp van elk van deze pannen wordt aangepast aan de specifieke stroomkarakteristieken van het product dat wordt verwerkt.
• Voerbakken (voorraadbakken): Deze emmers bevinden zich direct onder de lineaire toevoerpannen en dienen als tijdelijke opslageenheden om het materiaal te stapelen. Op het moment dat de weegtrechter onder een van de instellingen zakt, opent de toevoeremmer zijn poorten om de weegemmer bij te vullen. Door dit systeem van stapelen hoeft de bovenste conus niet te wachten tot elke emmer is gevuld, wat een continue werking vergemakkelijkt.
• Emmers wegen: In dit deel van het weegproces is massameting het belangrijkste dat gebeurt. Voedselveilig 304 of 316 roestvrij staal van 1,5 tot 2 mm dik wordt gebruikt in de frames van de machines, samen met alle onderdelen die in contact komen met het voedsel. De unieke specificatie van deze materialen zorgt ervoor dat er geen microscheurtjes ontstaan tijdens jaren van continue, hoogfrequente trillingen. Bovendien zijn de gebruikte materialen veilig en hebben ze de hoogste weerstand tegen corrosie veroorzaakt door contact met zuren of zouten.
• Laadcellen: Load cell-technologie levert de belangrijkste sensoronderdelen in deze machine. Elk van de weegemmers heeft 1 load cell met rekstrookjes die de neerwaartse kracht meet die door het voorwerp wordt uitgeoefend en deze vertaalt naar een gewichtsmeting. De sensoren kunnen gewichtsveranderingen in 1 milliseconde detecteren en kunnen items meten met een nauwkeurigheid van 0,1g - 1,5g, afhankelijk van het volume of gewicht van de individuele stukken.
• Stappenmotoren: Elke bakpoort wordt geopend en gesloten met een specifieke regeling van hoek, snelheid en sluitkracht door stappenmotoren. Vergeleken met de andere optie, het gebruik van pneumatische cilinders, bieden stappenmotoren een betere controle omdat ze de positie van de bakpoort kunnen regelen en aanpassen om te voorkomen dat het product geplet wordt.

Het werkingsprincipe van de multiheadweger stap voor stap

Om echt goed te kunnen verpakken, moet je het werkingsprincipe van de multiheadweger in actie begrijpen.

Stap 1: Materiaaltoevoer en -distributie

Het proces begint met een stroomopwaartse Z-elevator die grondstoffen loslaat op de bovenkegel. Een foto-elektrische sensor boven de bovenste kegel bepaalt de dikte van het productbed. Als de dikte te dun is, geeft de sensor de elevator opdracht om meer product af te geven, waardoor de toevoersnelheid wordt geoptimaliseerd. Als de dikte te groot is, zal de sensor de elevator opdracht geven om te stoppen. Deze feedbacklus voorkomt structurele schade en een consistente materiaaldruk. Met behulp van trillingen verspreidt de bovenste kegel het product naar de lineaire invoerbakken. Door het gebruik van specifieke trillingsfrequenties verdelen en scheiden deze pannen het product gelijkmatig, waardoor een consistente stroom ontstaat. De trillingen van de pannen zorgen ervoor dat het materiaal van de rand wordt geschraapt, zodat het via een trechter of rechtstreeks in het verzamelgebied van de toevoeremmers kan vallen.

Stap 2: Onafhankelijk wegen in hoppers

Wanneer de toevoeremmers het gestapelde materiaal bevatten, gaan hun onderste poorten tegelijkertijd open, waardoor het product in de weegtrechtermodules terechtkomt die zich er direct onder bevinden. Hier wordt het product daadwerkelijk gemeten. Elke weegtrechter heeft zeer nauwkeurige loadcells die de waarde van het materiaal in de hoppers onmiddellijk meten. De sensoren doorlopen in een fractie van een seconde een stabilisatieproces. Het proces filtert alle omringende mechanische trillingsgeluiden van de fabrieksvloer door een mechanisme dat een digitaal laagdoorlaatfilter wordt genoemd. Vervolgens sturen de sensoren de massawaarde naar de centrale MCU. Voorbeeld: het systeem detecteert dat Hopper A 25g heeft, Hopper B 32g, Hopper C 18g, enz. over het gehele aantal stuks. De meer geavanceerde systemen hebben een autostopfunctie. Als de sensoren merken dat er te veel hoppers leeg zijn, stopt het systeem de weegcyclus om de stroom te laten stabiliseren en zo gedeeltelijke mengsels te voorkomen.

Stap 3: De magie van het combinatiealgoritme

De echte magie van het werkingsprincipe van de multiheadweger komt van de kracht van de weegalgoritmen van de computercombinatie. Stel dat de productielijn een streefgewicht van 100g heeft. De centrale CPU stuurt de gewichten van alle hoppers naar de hoofdbesturing en de microcomputer probeert niet om een enkele hopper tot precies 100g te vullen. In plaats daarvan berekent de microcomputer onmiddellijk alle mogelijke wiskundige combinaties van de hoppers.

Voor een typische 14-kops weger evalueert de microcontroller in minder dan een tiende van een seconde duizenden gewichtscombinaties. De microcontroller probeert de combinatie te identificeren die 100g oplevert, of het dichtstbijzijnde gewicht dat mogelijk is boven de 100g (bijv. 100,2g), terwijl combinaties die onder het streefgewicht vallen strikt worden vermeden en afgewezen om te voldoen aan de wetten voor consumentenbescherming. Wanneer het systeem berekent dat Hopper A (25g) + Hopper D (31g) + Hopper G (44g) 100g is, heeft de microcontroller een perfecte wiskundige oplossing. De microcontroller stuurt een besturingssignaal naar de stappenmotoren van hopper A, D en G en de luiken gaan open. De 100 gram materiaal wordt schoon afgevoerd via de middelste afvoergoot naar het wachtende blik, de grotere verpakkingen, de buis van samengesteld papier of de kant-en-klare zak die klaar is voor gebruik met een roterende verpakkingsmachine.

Typen multiheadwegers voor verschillende materialen

Omdat fabrieken een breed scala aan producten verwerken, bieden combinatieweegschalen een enorme veelzijdigheid.

Hogesnelheidsmodellen voor korrels en droge snacks

Deze modellen zijn ontworpen met het oog op precisie en snelheid en blinken uit in omgevingen met hoge volumes en hoge nauwkeurigheid voor de verwerking van granulaten. De producten omvatten gemengde noten, droog dierenvoer, geëxtrudeerde snacks, ontbijtgranen, koffie en rijst. De contactoppervlakken van de lineaire pannen en trechters zijn gemaakt van standaard microgecomprimeerde oppervlakken of standaard glad roestvast staal, afhankelijk van de wrijvingscoëfficiënt van het product. Het gedimde oppervlak verkleint het contactoppervlak en zorgt er dus voor dat olieachtige of vochtige korrels niet kleverig worden. Het algehele ontwerp zorgt voor een snelle productstroom en onmiddellijke stabilisatie van de weegcellen. Dit type hoofdweger is ontworpen om de snelheid van snelle blikjesnaaimachines of VFFS-verpakkers om ervoor te zorgen dat de downstreamapparatuur volledig wordt benut en optimaal presteert.

Low-Drop modellen voor breekbare snacks

Verpakkingsproducten zoals gevriesdroogd fruit, gebakken koekjes en aardappelchips kunnen hun integriteit verliezen en gemakkelijk breken tijdens het verpakken. Gewone zwaartekrachtdruppels leiden ertoe dat het product breekt wanneer het de metalen wanden in de verpakkingstrechter raakt, wat leidt tot onaanvaardbare breuken en stof in het verpakkingsgebied. Meerwegers met een lage val voeren het product op een manier toe die de kinetische energie in het product verlaagt. In wezen wijzigt het technische ontwerp de interne geometrie van de machine. De glijhoeken van de uitvoergoten worden veel ondieper gemaakt en de verticale afstand van de bovenkegel, toevoerbakken en weegbakken wordt samengedrukt tot een maximum. Op deze manier helpt het ontwerp van de machine het product te glijden en niet in vrije val te vallen. Dit ontwerp is gericht op het beschermen van het product tijdens de verschillende stadia, van de bulkinvoer tot de verpakking.

Schroefdoseermachines voor kleverig voedsel

De meeste standaard multiheadwegers op basis van trillingen falen bij het verwerken van kleverige producten of natte, verse producten die stroperig of zwaar gemarineerd zijn. Toepasselijke producten in deze categorie zijn natte voedselbrokken voor huisdieren, kant-en-klare maaltijden, vers vlees in blokjes en kleverig geconserveerd fruit. Deze producten blijven plakken aan de roestvrijstalen pannen en door trillingen worden ze alleen maar samengedrukt en blijven ze in de pan hangen in plaats van vooruit te bewegen. Om dit probleem met de vloeistofdynamica op te lossen, worden schroefsystemen geïntegreerd om de lineaire triltoevoer te vervangen. In plaats daarvan worden gemotoriseerde schroefvijzels in de voederbakken geïnstalleerd. Deze schroeven duwen het kleverige product er actief uit en halen het er weer uit, zodat de voederbakken volledig gevuld zijn en de hoeveelheid toegevoerd product hetzelfde is, ongeacht hoe nat of kleverig het product is.

Hoe te kiezen: 10 vs 14 vs 24 koppen

Bij het kiezen van de juiste configuratie van combinatieweegschalen is het belangrijk om de technische parameters van de machine af te stemmen op de verwachte output van de fabriek, het beschikbare budget en de specifieke soorten materiaal die verwerkt moeten worden.

Als we het hebben over MKB-productiefaciliteiten, is de meest logische kapitaalinvestering de 14-kops multiheadweger. Wegende 14-kops modellen zijn industriële standaardmodellen die ontworpen zijn om met hoge precisie te wegen. Ze wegen in één bereik van 10g tot 3000g, met een variatie in weegnauwkeurigheid van slechts 0,1g tot 2g. Afhankelijk van het stukgewicht van het product hebben de 14-kops multiheadwegers een bunkerinhoud van 1,6 liter of 2,5 liter en ondersteunen ze continu vullen tot 60 tot 120 verpakkingen per minuut. De 14-kops weger is uitgerust met actieve servo's en een intelligent MCU-besturingssysteem met een 7 inch touch panel. De 14-kops multiheadweger is ontworpen om productielijnen snel te kunnen veranderen. Het systeem maakt de productie van meerdere producten mogelijk zonder handmatige veranderingen. Productielijnen kunnen in enkele seconden worden gewijzigd van 50g koffie naar 500g rijst.

Gids voor probleemoplossing voor ingenieurs

Zelfs hoogwaardige apparatuur met MCU-systemen ondervindt vaak problemen. Probleemoplossing, onderhoud en operationele protocollen zijn de sleutel tot verbetering en gebruikerservaring.

• Onnauwkeurig wegen: Verwijder de weegsensoren nog niet. Gebruik de softwarefunctie voor nulkalibratie op het aanraakscherm van de MCU om de nulkalibratie te starten.
  • Controleer de fabrieksvloer. Load cells zijn erg gevoelig en kunnen worden beïnvloed door luchtdruk. Zorg ervoor dat er geen sterke luchtstromen van bijvoorbeeld HVAC-systemen of grote industriële ventilatoren op de weegemmers blazen.
  • Kijk naar fysieke trillingen. Zorg ervoor dat de multiheadweger op een eigen ondersteuningsstructuur staat die niet is aangesloten op de verpakkingsmachine of naaimachine verderop in de productieketen, zodat hij zo min mogelijk last heeft van grote trillingen.
• Load Cell stof en sensorfouten: Op plaatsen waar met farmaceutische, poederachtige of stoffige materialen wordt gewerkt, gaan fijne stofdeeltjes vastzitten in de kleine openingen rond de meetcel, waardoor de sensoren vastlopen en foutmeldingen geven.
  • Reinigen is erg belangrijk. Als de apparatuur geen hoge IP-waarde heeft die waterdicht is en boven het afwasniveau ligt, kunnen sanitaire teams de apparatuur niet onder hoge druk reinigen.
  • Technici moeten droge perslucht en antistatische borstels gebruiken om stof uit de sensoropeningen te verwijderen.
• Materiaalverstopping in trechters: Als het product steeds niet volledig wordt afgevoerd wanneer de bakdeuren opengaan, ga dan eerst naar het MCU-paneel en controleer de parameters van de stappenmotor. Controleer of de geprogrammeerde openingshoek en de wachttijd voor het openen van de poort voldoende zijn voor het volume en de stroomsnelheid van het product.
  • Als de mechanische opstelling correct is, maar het materiaal (gummibeertjes of sterk gezouten snacks) aan het staal blijft kleven, dan is je 304 standaard roestvrij staal niet voldoende. De technische oplossing is om de standaard trechters te vervangen door trechters met een teflonlaag (PTFE) of met speciale patronen met kuiltjes die de oppervlaktewrijving en het kleven verminderen.

Samenvatting en volgende stappen

De eerste stap bij het vinden van een geschikte multiheadweger is het begrijpen van uw specifieke vereisten voor materiaalverwerking en vloerruimtebeperkingen. Een weger bereikt alleen maximale efficiëntie als deze feilloos is geïntegreerd in een breder, high-performance ecosysteem.

Op LevapackWij zijn gespecialiseerd in de ontwikkeling van nauwkeurige, geautomatiseerde verpakkingsoplossingen die specifiek zijn afgestemd op KMO's wereldwijd. In plaats van starre, kant-en-klare machines aan te bieden, bieden wij oplossingen die precies zijn afgestemd op uw productiebehoeften:

• Op maat gemaakte systemen: Of u nu een standalone LPE-SFM014 hogesnelheidsweger of een volledig geïntegreerd conservenblik en verpakkingslijn voor voorgemaakte zakkenWe stemmen de structuur, snelheid en lay-out van de machine af op uw fabriek.
• Compromisloos Precisie & Duurzaamheid: Onze apparatuur wordt gebouwd met behulp van geavanceerde CNC-verspaning om precisie op microniveau te bereiken. Door gebruik te maken van eersteklas roestvrij staal en internationale topcomponenten (zoals Siemens en Schneider) garanderen we een langdurige mechanische betrouwbaarheid.
• Uitgebreide levenscyclusondersteuning: Naast de machines die u aanschaft, bieden we trainingen voor operators van onschatbare waarde, gedetailleerde handleidingen en proactief beheer van reserveonderdelen om uw personeel te ondersteunen en de productie-uptime te maximaliseren.
• Toonaangevende bescherming: We stellen je kapitaalinvestering veilig met een uitgebreide garantie van 16 maanden, ondersteund door een wereldwijd servicenetwerk dat 24/7 technische ondersteuning en diagnose op afstand biedt.

Naar spreek met ons engineeringteam Neem vandaag nog contact met ons op voor meer informatie over uw specifieke weegbehoeften en om het perfecte integratiepakket voor uw installatie te vinden. U kunt ook uw materiaalmonsters naar onze faciliteit sturen voor strenge, gratis machinetests om de prestaties te valideren voordat u tot implementatie overgaat.