Исследование системы шнекового наполнителя - ключевого рабочего места для машины для запайки кофейных капсул

Как и ее название - машина для наполнения и запечатывания кофейных капсул, одной из основных функций является наполнение кофе в капсулу, будь то чашка k или чашка Nespresso.
Итак, сегодня мы собираемся представить эту станцию, начиная с основной конструкции и деталей каждой части, и сравнить некоторые различные решения для систем заправки и привода.

Как это работает?

Во-первых, поднимите кофе в бункер, когда ваш кофе будет готов, либо в супер-мешке, либо в большом ведре на земле. Итак, первый шаг — подача этого кофе в наполнительный бункер машины. У нас есть два решения: одно в виде вакуумного воздушного конвейера; другой как механический винтовой конвейер.

Затем, когда кофе находится в бункере, точные шнеки внутри бункера будут вращаться и выталкивать кофе в каждую чашку, что является основным этапом заполнения; это нижняя половина внутри бункера.

Несколько больших рук крутят кофе; это мешалка, которая делает поток кофе плавным и помогает кофе попасть в нижнюю половину для заполнения шнека.

В верхней части бункера датчик уровня всегда проверяет текущий уровень материала (кофе или чая); как только он становится низким, он сообщает ПЛК и нуждается в повторной подаче грунтовым питателем для повторной загрузки большего количества материала.
Это полный цикл; поток кофе с земли попадает в бункер, затем в верхнюю и нижнюю половину бункера. Теперь давайте проверим детали каждого.

1. Кофейный конвейер как система перезагрузки

Перезагрузка (пополнение) заключается в загрузке большего количества кофе в бункер разливочной машины.
В основном мы предлагаем два способа транспортировки или подъема молотого кофе в бункер разливочной машины.
Вакуумный конвейер и шнековый/винтовой конвейер
Вакуумный конвейер:

как показано на рисунке, левая сторона представляет собой вакуумный конвейер, установленный на машине; правая сторона является основной частью

Вакуумный конвейер в стандартной комплектации с использованием пневматического способа всасывания и транспортировки кофе в бункер разливочной машины.
На земле есть трубка, которая всасывает кофе. Вам нужно будет перемещать его, чтобы кофе оставался съеденным, и поднимать его за пластиковую трубу.
В верхней части машины находится воздушная система, которая создает вакуум и контролирует процесс всасывания; как только немного кофе поднимается наверх, внутри воздушной головки есть манометр, и, открыв манометр, выпустите кофе; это полный цикл работы воздушного конвейера.
Вы можете установить время с помощью левой боковой кнопки, как долго открывать манометр, например, шесть означает, держать манометр открытым в течение 6 секунд. Правая боковая кнопка устанавливает, как долго он будет сосать; например, если вы поставите 3 или 4, вы можете продолжать сосать кофе на 3 или 4 секунды.
Шнековый/винтовой конвейер

Второй и лучший способ — винтовой конвейерный подъемник.
Это механический способ использования большого шнека внутри трубы для автоматического подъема кофе в бункер машины с большим ведром, чтобы он мог вместить больше кофе. Это не входит в стандартную стоимость машины, а является дополнительным выбором. Тем не менее, поскольку это механический привод, он гарантирует лучшее качество кофе.

Краткое сравнение воздушного конвейера и винтового конвейера:

• Воздушный конвейер — это небольшая система, не требующая места, в то время как винтовому конвейеру нужно поставить бункер большего размера для приема кофе.
• Винтовой конвейер более шумный, но у винтового конвейера также есть некоторый шум от вибрационной части.
• Винтовой конвейер немного дороже, чем воздушный конвейер (около 5 тысяч долларов США).
• Шнековые конвейеры сохраняют лучшую плотность кофе, что лучше для точности наполнения.
• Шнековые конвейеры сохраняют больше аромата за счет механического перемещения кофе вверх.

Вывод: когда позволяет бюджет и место, берите винтовой конвейер.

ВНИМАНИЕ: винтовой конвейер рекомендуется для всех клиентов, которые могут принять размер и бюджет; Кроме того, для кофе эспрессо настоятельно рекомендуется мелкий помол, например, Nespresso и Lavazza blue и т. д.
Поскольку при воздушном конвейере молотый кофе будет обмениваться с воздухом (кислородом) и он потеряет хороший аромат, пока эта система шнека работает. механический способ лучше сохранить аромат почти без потерь.

2. Шнековая система наполнения

Теперь давайте посмотрим на критическую систему, станцию ​​розлива, которая наполняет кофе в каждую чашку.

Изображение наполнителя
шнека В нижней половине есть несколько точных шнеков. В нижней половине шнек вращается и выталкивает кофе на дно и, наконец, выходит из выходного сопла и попадает в каждую капсулу.
Есть три вещи:

1. Шнек точно сделан; это гарантировало бы стабильное и точное заполнение.
2. (Пожалуйста, проверьте наполнитель шнека Pic ) Шнек имеет разный диаметр сверху вниз. Этот конкретный дизайн должен достичь как скорости, так и точности. Верхняя часть шнека имеет больший диаметр, поэтому в нижнюю половинку наливной трубки заливается больше кофе.
   Тогда нижняя имеет шнековую часть меньшего диаметра и достигает более высокой скорости наполнения. Кофе также прессуется и становится твердым; это изменение плотности может позволить наполнить ограниченную капсулу / чашку большим количеством кофе.
3. Чашка накрывается и запечатывается в процессе наполнения; это очень помогло бы предотвратить вылет мелких кофейных гранул / порошка, особенно когда они остаются на горлышке чашки, а затем запечатываются на краю чашки, и это не очень хорошо для запечатывания.

Какой двигатель приводит в движение шнек, очень важно.
Это наполнение необходимо, так как же контролировать этот процесс наполнения?
Ответ - двигатель, который вращает шнек.
Двигатель для этой станции настолько важен, что он должен контролировать скорость вращения шнека, чтобы регулировать количество молотого кофе, поэтому давайте сравним несколько двигателей, обычно используемых на рынке в области упаковки кофейных капсул.

● Шаговый двигатель
Что такое шаговый двигатель?
Шаговый двигатель — это двигатель, который вращает вал шаговым движением (то есть движется под фиксированным углом). Его внутренняя конструкция позволяет узнать точное угловое положение вала с помощью простого подсчета шагов без использования датчиков.
Шаговые двигатели также включают неподвижную часть (статор) и подвижную часть (ротор). Статор имеет зубчатые выступы с намотанными вокруг него катушками, а ротор представляет собой постоянный магнит или железный сердечник с переменным магнитным сопротивлением.

Преимущества: √Благодаря своей внутренней структуре шаговые двигатели не требуют датчиков для определения положения двигателя. Шаговые двигатели движутся, выполняя «шаги», поэтому простой подсчет шагов дает вам положение двигателя в данный момент времени.
√ Кроме того, управление шаговым двигателем не требует усилий. Он также требует привода, но не требует сложных расчетов или настроек для правильной работы. Усилие управления обычно крошечное по сравнению с другими двигателями. Кроме того, высокая точность позиционирования может быть достигнута при использовании микрошагового режима.
√Шаговые двигатели обеспечивают хороший крутящий момент на низких скоростях, сохраняют хорошее положение и имеют длительный срок службы.

Недостатки: ●Может произойти потеря шага, когда крутящий момент нагрузки слишком высок. Поскольку фактическое положение двигателя не может быть известно, это негативно влияет на управление. Эта проблема чаще возникает при использовании микрошагового режима.
●Шаговые двигатели всегда потребляют максимальный ток даже в стационарном состоянии, что снижает эффективность и может привести к перегреву.
●Шаговый двигатель имеет низкий крутящий момент и высокий уровень шума на высокой скорости.
Шаговые двигатели — лучший выбор для недорогого, простого в управлении решения, не требующего высокой эффективности и высокого крутящего момента.

● Серводвигатель
Что такое серводвигатель?
В настоящее время серводвигатель широко используется в машинах для наполнения капсул на одну порцию.
Общий термин для двигателей, использующих сервоприводы. Сервосистема представляет собой систему автоматического управления, которая позволяет управлять выходными параметрами, такими как положение объекта, ориентация и т

. д. Преимущества: хорошие характеристики регулирования скорости, плавное управление во всем диапазоне скоростей, почти полное отсутствие вибрации, высокоскоростное управление, высокоточное управление положением (в зависимости от точности энкодера), номинальная рабочая зона. Он обеспечивает постоянный крутящий момент, низкую инерцию, низкий уровень шума, отсутствие износа щеток и не требует обслуживания.

Недостатки:Управление более сложное; для вывода сигнала требуется блок контроллера сервопривода. Необходимо установить дополнительные параметры: скорость разгона, скорость отжима и скорость торможения; см. рисунок ниже.

Вывод:
Серводвигатель лучше, чем шаговые двигатели, для большей точности и без обслуживания.
В разливочных машинах Expak мы применяем только бесщеточные серводвигатели.
Он может поддерживать более высокую точность управления скоростью вращения шнека, и нет необходимости обслуживать или заменять щетку.
Кроме того, чтобы упростить изменение количества кофе, вместо изменения всех трех параметров мы разработали функцию формулы, с помощью которой вы можете легко изменить целевой вес одним изменением настройки. Программа автоматически рассчитает каждую настройку соответствующим образом и создаст полный набор для работы сервопривода.

3. Мешалка и датчик уровня в качестве детектора

Мешалка
Небольшой точный шнек выталкивает кофе и загружает его в чашку, что делает процесс наполнения полностью автоматическим. Большой шнековый шнек подает больше кофе с земли и снова загружает его в бункер; мешалка находится между этими двумя, что помогает поддерживать стабильный поток кофе.

Как мы объяснили выше, мешалка находится в верхней половине бункера, присоединяется к шнеку и вращается в направлении, противоположном шнеку, чтобы кофе оставался однородным; это необходимо для поддержания плотности на случай, если кофе станет слишком твердым и плотным.

Датчик уровня Датчик уровня предназначен для контроля
уровня кофе внутри бункера; мы предпочитаем датчик уровня вилочного типа внутри бункера для проверки уровня кофейного материала; когда гранулы кофе опускаются ниже, он отправляет сигнал на ПЛК, поэтому ПЛК знает, что материала мало, и дает другой сигнал для автоматического включения системы наполнения - винтовой конвейер (или воздушный конвейер) и начинает подавать больше кофе в кофемашину. воронка. Если бы он пытался, но кофе все еще был на низком уровне, что означает, что перезагрузка невозможна, в машине EXPAK мы сделали другую голосовую систему, которая позволяла бы ПЛК транслировать сигнал тревоги, чтобы напомнить оператору реальным голосом: «Пожалуйста, перезагрузите кофе». Таким образом, даже начинающий оператор может легко понять, что происходит и что нужно загрузить больше


кофе.Быстрое решение проблем, возникающих с заправочной станцией:
1. Q: Наполнительный шнек не вращается, кофе не выходит, код AL006 на сервоконтроллере (или на экране отображается сообщение "Подача сервопривода 1 неисправен").
A: очистите наполнительную станцию ​​и перезагрузите машину (или программную кнопку для сброса кода тревоги ). и снова нажмите кнопку запуска)
Комментарий: это наиболее частая проблема, в большинстве случаев кофе прилипает к шнеку, а затем создает перегрузку серводвигателя, поэтому для самозащиты серводвигатель останавливается и показывает AL006. Обычно это происходит, когда помол нестабилен, например, кофе слишком мелкого помола, или кофе насыщен маслом и липкий. Это чаще случается с Nespresso, чем с Kcup, потому что средний помол в капсулах Nespresso намного деликатнее. чем с кофе Kcup

2. В: нестабильный вес налитого кофе/нестабильная точность наполнения.
A: попробуйте улучшить настройку, в основном изменить настройки скорости и соотношения, а также ускорить работу мешалки. Свяжитесь с командой Expak, чтобы улучшить параметры настройки.

3. В: Функция мешалки не вращается/не работает во время заполнения.
A: Проверьте экран и включите кнопку мешалки или увеличьте скорость мешалки, когда это необходимо. Проверьте, может ли двигатель мешалки вращаться; если нет, переключите «мешалку» в рабочее состояние через сенсорный экран

4. В: слишком много кофе из чашки может вызвать проблемы с герметизацией.
О: это основная проблема со статическим электричеством, которую можно решить несколькими способами, например, используя более мощное антистатическое устройство или заменив старое. Убедитесь, что чашка закрыта выходной головкой наполнителя, чтобы достичь уплотнения во время наполнения; иногда вам нужно проверить, направлен ли нижний толкающий цилиндр в центр.
Кроме того, если кофе статичен, замедление основной скорости также может решить такие проблемы, как увеличение времени ожидания заполнения чашки.

Руководство по обслуживанию системы наполнения:

Дата публикации: 4/28/2022

Категория: События продукта