Come l'automazione sta ridefinendo l'efficienza delle macchine per la produzione di sacchetti di plastica

Tecnologie di automazione fondamentali per incrementare l’efficienza della macchina

Integrazione di motori servo per un controllo preciso della velocità e per l’ottimizzazione energetica

L'attuale attrezzatura per la produzione di sacchetti di plastica si basa sulla tecnologia dei motori servo per ottenere un controllo migliore della velocità e risparmiare energia. Questi motori possono regolare la quantità di potenza erogata e ruotare a diverse velocità, contribuendo a mantenere una tensione costante durante l’intero processo produttivo, dalla fusione della plastica fino al taglio e alla sigillatura. L’accuratezza di queste regolazioni è fondamentale, poiché i sacchetti devono essere uniformi nelle dimensioni e presentare sigillature di alta qualità. Alcune recenti ricerche nel settore indicano che la sostituzione con motori servo può ridurre il consumo elettrico di circa il 40% senza compromettere la qualità. Inoltre, i sacchetti risultano dotati di sigillature estremamente precise, con una tolleranza di scostamento di circa un decimo di millimetro. Un altro importante vantaggio è che i produttori non hanno più bisogno di ingombranti ingranaggi e frizioni all’interno delle macchine. Senza di essi, le attrezzature possono accelerare e decelerare quasi istantaneamente, soluzione particolarmente utile quando si lavorano forme complesse o si passa rapidamente da un formato di sacchetto a un altro nel corso della giornata.

Sistemi PLC + HMI touchscreen per la regolazione in tempo reale dei parametri e la trasparenza dei dati

Negli impianti automatizzati per la produzione di sacchi, i controllori logici programmabili (PLC) operano in sinergia con interfacce utente intuitive dotate di touchscreen per il controllo delle operazioni. Il personale dell'impianto può modificare in tempo reale parametri fondamentali quali le curve di riscaldamento, le pressioni di sigillatura e le velocità della linea durante le fasi produttive. Ogni modifica viene registrata con relativo timestamp, consentendo ai team qualità di disporre di una tracciabilità completa per eventuali audit successivi. Anche le dashboard sull'efficienza operativa si rivelano particolarmente utili: mostrano, mediante mappe codificate a colori, i punti in cui le macchine presentano frequenti guasti e monitorano le prestazioni relative ai diversi turni attraverso metriche in tempo reale. La maggior parte degli operatori trova questi sistemi sufficientemente intuitivi da utilizzare senza dover ricorrere all'assistenza costante di un tecnico IT che spieghi passo dopo passo il funzionamento.

Alimentazione automatica, svolgimento senza anima e giunzione automatica: eliminazione dei punti di intervento manuale

Tre innovazioni sincronizzate per la movimentazione dei materiali eliminano collettivamente i punti critici di intervento manuale:

• Sistemi di alimentazione automatica dosano il polimero grezzo negli estrusori utilizzando sensori a perdita di peso per garantire un flusso costante del materiale fuso
• Svolgimento senza anima elimina gli scarti del mandrino e lo smaltimento manuale dei mandrini, riducendo la manodopera per la movimentazione dei materiali di circa il 70%
• Giunzione automatica attiva in anticipo la giunzione predittiva durante le riduzioni programmate della velocità – nessun intervento dell’operatore richiesto

Nel complesso, queste tecnologie prevengono circa il 92% delle fermate causate da problemi legati ai materiali, secondo i parametri di riferimento per l’efficienza del confezionamento. I sistemi integrati di regolazione automatica (ATS) monitorano e correggono continuamente l’allineamento del nastro a velocità fino a 300 sacchetti/minuto, garantendo la costanza dimensionale senza necessità di calibrazione manuale.

Miglioramenti misurabili dell’efficienza: aumento della produttività, della disponibilità e dell’OEE

Riduzione del tempo di ciclo: incremento della produzione da 60–80 a 220–300 sacchetti/minuto

Quando si tratta di ridurre i tempi di ciclo, l'automazione opera miracoli sostituendo i vecchi sistemi meccanici con sistemi coordinati di azionamento servo e controlli termici intelligenti. Grazie a meccanismi di alimentazione continua, regolazioni istantanee della tensione e impostazioni ottimali del tempo di sigillatura, le macchine possono ora funzionare in modo fluido a una velocità compresa tra 220 e 300 sacchetti al minuto. Si tratta di una velocità nettamente superiore rispetto allo standard precedente di circa 60–80 sacchetti al minuto. Ciò che rende particolarmente significativo questo miglioramento è che i produttori non devono rinunciare alla qualità della sigillatura né all’allineamento corretto del film. I prodotti rimangono integri e coerenti anche durante passaggi rapidi tra diversi formati, un aspetto fondamentale negli ambienti produttivi ad alto volume.

Aumento della disponibilità operativa: il tempo di fermo ridotto del 42% grazie alla gestione sincronizzata del nastro e all’attivazione predittiva delle giunzioni

Quando si tratta di fermi non pianificati, i sistemi intelligenti fanno la differenza. Gli svolgitori senza anima dotati di giunzione automatica sono in grado di rilevare quando un rotolo sta per esaurirsi, generalmente con un anticipo di circa 15–20 rotoli. Ciò consente alla macchina di avviare il processo di giunzione nei momenti naturali di rallentamento, anziché arrestarsi improvvisamente. Il sistema si basa inoltre su sensori di vibrazione e sensori di temperatura che monitorano costantemente lo stato dell’equipaggiamento. Tali sensori inviano dati in tempo reale al sistema di controllo PLC, che funge da sistema di allerta precoce per problemi come cuscinetti usurati, prima che questi si guastino effettivamente. Anche i risultati parlano da soli: gli stabilimenti segnalano una riduzione del tempo di inattività complessiva pari a circa il 42%. L’efficienza operativa passa da valori normali, tipici dell’operazione manuale (50–65%), a livelli costantemente compresi tra il 75% e l’85%. Questo emerge dall’ultimo studio sull’efficienza dell’automazione pubblicato lo scorso anno da PMMI, l’Istituto dei produttori di macchine per il packaging.

Coerenza, qualità e prevenzione dei difetti attraverso l'automazione intelligente

Ispezione visiva basata sull'intelligenza artificiale e sensori intelligenti per il rilevamento in tempo reale dei difetti

I sistemi di visione basati sull'intelligenza artificiale, dotati di telecamere ad alta risoluzione e sensori multispettrali, sono in grado di scansionare film in movimento a velocità superiori a 300 fotogrammi al secondo. Questi sistemi individuano difetti minimi, come microstrappi, interruzioni nelle sigillature, stampa fuori registro e contaminanti, con un'accuratezza fino a circa 0,1 mm. Il sistema opera inoltre in modo intelligente: una volta rilevati problemi, effettua automaticamente aggiustamenti su parametri quali la pressione di sigillatura, la tensione del nastro di materiale o i tempi di attivazione delle unità di taglio, impedendo così la propagazione dei difetti lungo la linea di produzione. Ciò significa che le fabbriche non necessitano più di personale addetto al controllo dei prodotti dopo la loro realizzazione, riducendo notevolmente gli sprechi. Secondo dati recenti riportati nel rapporto settoriale 2024 dell'Flexible Packaging Association, alcuni impianti hanno registrato una riduzione dei tassi di scarto pari a circa il 30% dall'adozione di questi sistemi.

Algoritmi di manutenzione predittiva per ridurre i tempi di fermo e prolungare la durata dei componenti

Gli algoritmi predittivi integrati nei sistemi di monitoraggio analizzano in tempo reale i dati provenienti da vibrazioni, andamenti termici e correnti del motore per individuare precocemente i segnali di possibile guasto dei componenti. Questi sistemi basati sull'apprendimento automatico sono in grado di rilevare problemi relativi a cuscinetti o barre di sigillatura con un anticipo di oltre tre giorni rispetto al loro effettivo guasto, consentendo così ai team di manutenzione di intervenire durante i normali periodi programmati di fermo, anziché in situazioni di emergenza. Gli stabilimenti che adottano questo tipo di manutenzione proattiva registrano una riduzione pari al 50% circa degli arresti imprevisti. Inoltre, la durata dei componenti aumenta di quasi un quarto, poiché i tecnici ottimizzano le schede di lubrificazione e bilanciano meglio i carichi di lavoro sulla base delle indicazioni fornite dal sistema. Il risultato finale? L’efficacia complessiva delle attrezzature (OEE) aumenta in modo significativo, mentre i costi operativi a lungo termine per l’esercizio delle macchine diminuiscono complessivamente.

Trasformazione della forza lavoro: da supervisione intensiva di tipo manuale a supervisione tecnica

Quando le aziende implementano l'automazione, non si limitano semplicemente a sostituire i lavoratori: trasformano effettivamente ciò che questi fanno quotidianamente. Gli operatori che un tempo trascorrevano ore a eseguire attività come il taglio dei materiali, l’alimentazione delle macchine e il controllo visivo dei prodotti ora si concentrano sul monitoraggio di sistemi complessi tramite PLC e HMI. Il numero complessivo di persone necessarie diminuisce del circa 40%, ma coloro che continuano a operare devono comprendere meglio i dati, risolvere i problemi più rapidamente e apportare aggiustamenti in tempo reale. Di recente, i programmi formativi conformi agli standard di settore, come quelli ISA/ANSI, sono diventati particolarmente importanti. Le fabbriche che investono in una buona formazione registrano un aumento della produttività compreso tra il 25% e il 30%, oltre al fatto che i lavoratori rimangono più a lungo in azienda, poiché i loro ruoli diventano più interessanti e tecnicamente stimolanti. Un altro importante vantaggio è rappresentato dai sistemi automatizzati di movimentazione materiali, che riducono gli sforzi sulla schiena e altri infortuni, rendendo il luogo di lavoro più sicuro nel lungo periodo. Molti operatori, con l’affermarsi dell’automazione come prassi consolidata negli stabilimenti per la produzione di sacchi, passano a ricoprire ruoli di tecnico o addirittura di ingegnere.

Domande Frequenti

Quali tecnologie stanno migliorando l'efficienza di processo di produzione di sacchetti in plastica ?

I motori servo, i sistemi PLC e HMI, l'alimentazione automatica, lo svolgimento senza mandrino e la giunzione automatica stanno migliorando l'efficienza grazie a un controllo preciso, aggiustamenti in tempo reale ed eliminazione degli interventi manuali.

In che modo i motori servo contribuiscono al risparmio energetico?

I motori servo consentono un controllo preciso della velocità e della fornitura di energia, riducendo il consumo energetico di circa il 40% pur mantenendo inalterata la qualità del prodotto.

Qual è il ruolo dell'intelligenza artificiale nella prevenzione dei difetti?

I sistemi di visione basati sull'intelligenza artificiale rilevano i difetti in tempo reale ed effettuano gli opportuni aggiustamenti per impedire la diffusione dei problemi, riducendo in modo significativo gli scarti e i tassi di rifiuto.

In che modo l'automazione influenza la forza lavoro negli impianti di produzione?

L'automazione sposta l'attenzione della forza lavoro dalla supervisione manuale alla supervisione tecnica, richiedendo agli operatori di acquisire competenze nell'analisi dei dati e nella risoluzione dei problemi relativi ai sistemi.