Una controladora de peso es una máquina automática o manual para verificar el peso de los productos empaquetados. Normalmente se encuentra al final de un proceso de producción y se utiliza para garantizar que el peso de un paquete del producto esté dentro de los límites especificados. Los paquetes que se encuentran fuera de la tolerancia se sacan de la línea automáticamente.
Una controladora de peso puede pesar más de 500 artículos por minuto (según el tamaño de la caja y los requisitos de precisión). Las controladoras de peso se pueden usar con detectores de metales y máquinas de rayos X para permitir que se verifiquen otros atributos del paquete y se actúe en consecuencia.
Una maquina tipica
Una controladora de peso automática incorpora una serie de cintas transportadoras . Estas controladoras de peso también se conocen como básculas de banda , básculas en movimiento, básculas transportadoras, básculas dinámicas y básculas en línea. En las aplicaciones de llenado, se les conoce como balanzas de control . Por lo general, hay tres cinturones o camas de cadena:
- Una cinta de alimentación que puede cambiar la velocidad del paquete y llevarlo hacia arriba o hacia abajo a la velocidad requerida para el pesaje. La entrada también se usa a veces como indexador, lo que establece la brecha entre los productos a una distancia óptima para el pesaje. A veces tiene correas o cadenas especiales para posicionar el producto a pesar.
- Un cinturón de pesas. Esto generalmente se monta en un transductor de peso que generalmente puede ser una celda de carga con galga extensométrica o un servobalance (también conocido como balance de fuerza), o algunas veces conocido como haz dividido. Algunas máquinas más antiguas pueden pausar el cinturón de la plataforma de pesaje antes de tomar la medición del peso. Esto puede limitar la velocidad y el rendimiento de la línea.
- Una banda de rechazo que proporciona un método para retirar un paquete fuera de tolerancia de la línea transportadora. El rechazo puede variar según la aplicación. Algunos requieren un amplificador de aire para expulsar productos pequeños de la correa, pero las aplicaciones más pesadas requieren un actuador lineal o radial. Algunos productos frágiles se rechazan "dejando caer" la cama para que el producto pueda deslizarse suavemente hacia un contenedor u otro transportador.
Para básculas de precisión de alta velocidad, es apropiada una celda de carga que utilice restauración de fuerza electromagnética (EMFR). Este tipo de sistema carga una bobina inductiva, flotando efectivamente el lecho de pesaje en un campo electromagnético. Cuando se agrega el peso, el movimiento de un material ferroso a través de esa bobina provoca una fluctuación en la corriente de la bobina proporcional al peso del objeto. Otras tecnologías utilizadas incluyen galgas extensométricas y celdas de carga de alambre vibrante.
Es habitual que una computadora incorporada tome muchas lecturas de peso del transductor durante el tiempo que el paquete está en la plataforma de pesaje para garantizar una lectura de peso precisa.
La calibración es fundamental. Una balanza de laboratorio, que generalmente está en una cámara aislada presurizada con nitrógeno seco (presurizado al nivel del mar) puede pesar un objeto dentro de más o menos 100 de un gramo, pero la presión del aire ambiente es un factor. Esto es sencillo cuando no hay movimiento, pero en movimiento hay un factor que no es obvio: ruido del movimiento de una cinta de pesaje, vibración, aire acondicionado o refrigeración que pueden causar corrientes de aire. El torque en una celda de carga causa lecturas erráticas.
Una controladora de peso dinámica en movimiento toma muestras y las analiza para formar un peso preciso durante un período de tiempo determinado. En la mayoría de los casos, hay un disparador de un dispositivo óptico (o ultrasónico) para señalar el paso de un paquete. Una vez que se dispara el gatillo, se establece un retardo para permitir que el paquete se mueva al "punto óptimo" (centro) de la cama de pesaje para muestrear el peso. El peso se muestrea durante un tiempo determinado. Si cualquiera de estos tiempos es incorrecto, el peso será incorrecto. Parece que no existe un método científico para predecir estos tiempos. Algunos sistemas tienen una función de "gráficos" para hacer esto, pero generalmente es más un método empírico el que funciona mejor.
- Un transportador de rechazo para permitir que los paquetes fuera de tolerancia se retiren del flujo normal mientras aún se mueven a la velocidad del transportador. El mecanismo de rechazo puede ser de varios tipos. Entre estos se encuentran un empujador neumático simple para empujar el paquete de rechazo lateralmente desde la cinta, un brazo de desvío para barrer el paquete de lado y una cinta de rechazo que baja o levanta para desviar el paquete verticalmente. Una controladora de peso típica suele tener un contenedor para recoger los paquetes fuera de tolerancia. A veces, estos contenedores están provistos de un candado, para evitar que los elementos fuera de especificación sean retroalimentados en la cinta transportadora.
Métodos de tolerancia
Existen varios métodos de tolerancia :
- El sistema tradicional de "peso mínimo" en el que se rechazan los pesos por debajo de un peso específico. Normalmente, el peso mínimo es el peso que está impreso en el paquete o un nivel de peso que excede ese para permitir pérdidas de peso después de la producción, como la evaporación de productos que tienen un contenido de humedad. Las empresas mayoristas más grandes han exigido que cualquier producto que se les envíe tenga controles de peso precisos, de modo que el cliente pueda estar seguro de que está obteniendo la cantidad de producto por la que pagó. Estos mayoristas cobran tarifas elevadas por los paquetes llenados incorrectamente.
- El sistema europeo de peso medio que sigue tres reglas específicas conocidas como las "Reglas de los empacadores". [1]
- Otras normas y reglamentos publicados , como el Manual 133 del NIST [2]
Recopilación de datos
También existe un requisito en virtud del Sistema Europeo de Peso Medio de que los datos recopilados por las controladoras de peso se archiven y estén disponibles para su inspección. Por lo tanto, la mayoría de las controladoras de peso modernas están equipadas con puertos de comunicaciones para permitir que los pesos reales de los paquetes y los datos derivados se carguen en una computadora host. Estos datos también se pueden utilizar para la información de gestión, lo que permite ajustar los procesos y supervisar el rendimiento de la producción.
Controladoras de peso que están equipadas con las comunicaciones de alta velocidad, tales como Ethernet puertos son capaces de integrarse en grupos tales que un grupo de líneas de producción que están produciendo productos idénticos se puede considerar como una línea de producción para los fines de control de peso. Por ejemplo, una línea que se ejecuta con un peso promedio bajo puede complementarse con otra que se ejecuta con un peso promedio alto, de modo que el agregado de las dos líneas seguirá cumpliendo con las reglas.
Una alternativa es programar la controladora de peso para verificar bandas de diferentes tolerancias de peso. Por ejemplo, el peso válido total es 100 gramos ± 15 gramos. Esto significa que el producto puede pesar de 85 ga 115 g. Sin embargo, si se producen 10,000 paquetes al día, y la mayoría son de 110 g, se están perdiendo 100 kg de producto. Si se procesa más cerca de 85 g, puede haber una alta tasa de rechazo.
Ejemplo: una controladora de peso está programada para indicar 5 zonas con una resolución de 1 g:
- En Rechazar ... el producto pesa 84,9 go menos
- Bajo OK ........ el producto pesa 85 g, pero menos de 95 g
- Válido ........... el producto pesa 96 g, pero menos de 105 g
- Over OK ......... el producto pesa 105 gy menos de 114 g
- Over Reject ..... el producto pesa por encima del límite de 115 g
Con una controladora de peso programada como una controladora de peso de zona, la recopilación de datos a través de las redes, así como las estadísticas locales, pueden indicar la necesidad de verificar la configuración en el equipo aguas arriba para controlar mejor el flujo en el empaque. En algunos casos, la báscula dinámica envía una señal a una llenadora, por ejemplo, en tiempo real, controlando el flujo real hacia un barril, lata, bolsa, etc. En muchos casos, una controladora de peso tiene un árbol de luces con diferentes luces para indicar la variación del peso de la zona de cada producto.
Estos datos se pueden utilizar para determinar si existe un problema con una máquina de llenado o envasado aguas arriba. Una controladora de peso puede enviar una señal a la máquina para aumentar o disminuir la cantidad puesta en un paquete. Esto puede resultar en una recuperación [3] asociada con la controladora de peso, ya que los productores estarán en mejores condiciones de controlar la cantidad de obsequios. Vea el estudio de caso de la controladora de peso que describe la carne molida y los ahorros en empaque.
Consideraciones de aplicación
La velocidad y la precisión que se pueden lograr con una controladora de peso están influenciadas por lo siguiente:
- Longitud o diámetro del paquete
- Peso del paquete
- Se requiere velocidad de línea
- Contenido del paquete (sólido o líquido)
- Tecnología de motores
- Tiempo de estabilización del transductor de peso
- Flujo de aire que causa lecturas erróneas
- Vibraciones de maquinaria que provocan rechazos innecesarios.
- La sensibilidad a la temperatura, como las células de carga pueden ser sensibles a la temperatura
Aplicaciones
Las básculas en movimiento son máquinas dinámicas que pueden diseñarse para realizar miles de tareas. Algunas se utilizan como simples pesadoras de cajas al final de la línea transportadora para garantizar que el producto del paquete terminado en general esté dentro de su peso objetivo.
Se puede usar una controladora de peso con transportador en movimiento para detectar piezas faltantes de un kit, como un paquete de teléfono celular al que le falta el manual u otra garantía. Las controladoras de peso se utilizan típicamente en la cadena del transportador de entrada y en la cadena del transportador de preenvasado de salida en una planta de procesamiento avícola. El ave se pesa cuando llega al transportador , luego, después del procesamiento y lavado al final, la computadora de la red puede determinar si el ave absorbió o no demasiada agua, que a medida que se procesa, se drenará, haciendo que el ave esté debajo su peso objetivo.
Se puede usar una báscula transportadora de alta velocidad para cambiar el ritmo o el paso de los productos en la línea acelerando o disminuyendo la velocidad del producto para cambiar la distancia entre paquetes antes de alcanzar una velocidad diferente al entrar en una máquina transportadora que está empaquetando múltiples paquetes en una caja. El "paso" es la medida del producto a medida que desciende por la línea transportadora desde el borde de ataque hasta el borde de ataque.
Se puede usar una controladora de peso para contar los paquetes y el peso agregado (total) de las cajas que van a un palé para su envío, incluida la capacidad de leer el peso y las dimensiones cúbicas de cada paquete. La computadora del controlador puede imprimir una etiqueta de envío y una etiqueta de código de barras para identificar el peso, las dimensiones cúbicas, la dirección de envío y otros datos para la identificación de la máquina durante el envío del producto. Una controladora de peso que reciba el envío puede leer la etiqueta con un escáner de código de barras y determinar si el envío es como estaba antes de que el transportista lo recibiera del muelle de carga del remitente, y determinar si falta una caja, o si algo fue robado o roto en tránsito.
Las controladoras de peso también se utilizan para la gestión de la calidad . Por ejemplo, la materia prima para mecanizar un rodamiento se pesa antes de comenzar el proceso y, después del proceso, el inspector de calidad espera que se elimine una cierta cantidad de metal en el proceso de acabado. Los rodamientos terminados se controlan de peso y los rodamientos con sobrepeso o bajo peso se rechazan para inspección física. Esto es un beneficio para el inspector, ya que puede tener una gran confianza en que los que no se rechazan están dentro de la tolerancia de mecanizado. Un uso común es estrangular las extrusoras de plástico de manera que una botella utilizada para envasar detergente cumpla con los requisitos del envasador terminado.
La gerencia de calidad puede usar una controladora de peso para pruebas no destructivas para verificar productos terminados usando métodos de evaluación comunes para detectar piezas faltantes en un producto "terminado", como grasa de un rodamiento o un rodillo faltante dentro de la carcasa.
Las controladoras de peso se pueden construir con detectores de metales, máquinas de rayos X, detección de solapa abierta, escáneres de códigos de barras, escáneres holográficos, sensores de temperatura, inspectores de visión, tornillos de sincronización para establecer la sincronización y el espaciado entre el producto, las puertas de indexación y los conductos del concentrador a la línea. suba el producto a un área designada en el transportador. Una controladora de peso de movimiento industrial puede clasificar productos desde una fracción de gramo hasta muchos, muchos kilogramos. En unidades inglesas, es esto desde menos de 100 de onza hasta 500 libras o más. Las controladoras de peso especializadas pueden pesar aviones comerciales e incluso encontrar su centro de gravedad.
Las controladoras de peso pueden operar a velocidades muy altas, procesando productos que pesan fracciones de gramo a más de 100 m / m (metros por minuto) y materiales como productos farmacéuticos y bolsas de 200 libras de productos a más de 100 fpm (pies por minuto). Pueden diseñarse en muchas formas y tamaños, colgarse del techo, elevarse en entrepisos, funcionar en hornos o refrigeradores. Su medio de transporte puede ser correas industriales, correas de baja estática, cadenas similares a las de bicicleta (pero mucho más pequeñas) o correas de cadena entrelazadas de cualquier ancho. Pueden tener correas de cadena de materiales especiales, diferentes polímeros, metales, etc.
Las controladoras de peso se utilizan en salas blancas, mentas (rollos de monedas) [4] , entornos de atmósfera seca, ambientes húmedos, graneros de productos agrícolas, procesamiento de alimentos, procesamiento de medicamentos, etc. Las controladoras de peso se especifican según el tipo de entorno, y el tipo de limpieza será usó. Por lo general, una controladora de peso para productos está hecha de acero dulce, y una que se limpiará con productos químicos agresivos, como lejía, se fabricará con todas las piezas de acero inoxidable, incluso las celdas de carga . Estas máquinas están etiquetadas como "lavado completo" y deben tener todas las piezas y componentes especificados para sobrevivir al entorno de lavado.
Las controladoras de peso se utilizan en algunas aplicaciones durante períodos de tiempo extremadamente largos, 24 horas al día, 7 días a la semana, durante todo el año. Por lo general, las líneas transportadoras no se detienen a menos que se requiera mantenimiento o una parada de emergencia, llamada parada de emergencia. Las controladoras de peso que operan en líneas transportadoras de alta densidad pueden tener numerosos equipos especiales en su diseño para garantizar que, si ocurre una parada de emergencia, se elimine toda la energía que va a todos los motores hasta que la parada de emergencia se borre y se reinicie.
Referencias
- ^ "Las regulaciones de pesos y medidas (productos empaquetados) de 2006" (PDF) , Archivos Nacionales , URN 07/1343, 2006
- ^ Comprobación del contenido neto de los productos envasados, Manual 133 del NIST , 2013
- ^ "Estudio de caso de la controladora de peso" (PDF) .
- ^ Kuhm, David (2011), Final Design Report: Design of a Coin Roll Check Weighing System (PDF) , Winnipeg, Manitoba: Royal Canadian Mint , consultado el 7 de abril de 2019
Libros
- Yam, KL, "Encyclopedia of Packaging Technology", John Wiley & Sons, 2009, ISBN 978-0-470-08704-6
enlaces externos
- Medios relacionados con pesador de comprobación en Wikimedia Commons