在當今急促快速的生活節奏中，制造商們不斷尋找提高產品功效的辦法，節省用戶時間。食品制造商在外帶市場上實現此目標的方法是將便捷的可重復關閉拉鏈應用到產品包裝上。在位于弗吉尼亞州夏洛茨維爾的GE Fanuc智能設備的幫助下，全球領先的可重復關閉拉鏈繩和應用設備供應商AMI/RecPro公司開發了先進的交叉鋪網式可重復關閉拉鏈附件，用于垂直式制袋－填充－封口包裝機。稱為TopZip™的拉鏈附件使用GE Fanuc運動解決方案，將塑料拉鏈應用到從零食到狗糧在內的各種食品包裝中，并幫助用戶提高167％的生產力，降低成本和促進銷售。
從菜湯到堅果的自動化
普通的拉鏈機器將包裝薄膜拉入機器時要通過一個光電式感應器，它用來尋找對位標記或“I-mark”。I-mark為所有機器控制提供參考點。當I-mark被定位后，控制系統會記錄薄膜的位置并將薄膜移動一定的距離，進行正確的拉鏈應用。GE Fanuc伺服系統將薄膜拉入機器并準確定位。該系統連續將可重復長度的拉鏈材料送入薄膜。當拉鏈分配好后，將一定比例的超聲破碎的拉鏈進行精確切割，然后將薄膜送入制袋－填充機器中。
當AMI/RecPro開始開發TopZip，將其他制造商的塑料拉鏈應用到包裝薄膜中時，初始控制牽涉到定時設備參與的熱量和壓力過程。首批機器與鋪網平行，連續地應用拉鏈，該操作的執行獨立于制袋－填充過程。可是，許多包裝機器的組態要求拉鏈應用覆蓋或垂直于鋪網，完成對以往包裝機器的改造。
進一步開發后，AMI/RecPro決定必須進行交叉鋪網應用，以滿足其他制袋－填充操作的需求。這一構想遇到了兩大障礙：拉鏈位置的精度保持在每英寸.00625范圍內以及過程的速度和可重復性。交叉鋪網應用對精度提出很高的要求，如包袋切割點及對位標記。如果拉鏈漏掉標記，它就會被裝袋器的顎夾壓碎或者損壞。拉鏈應用還必須與傳統的填充機器同步，以每分鐘40到50袋或更高的速率運行。
AMI/RecPros深知該應用要求的可重復性和精度只有通過伺服控制才能實現。TopZip系統的早期版本使用了伺服控制系統和與其他機器分離的PLC。由于這些獨立的控制系統未實現集成，因此對公司的最初設計構成了許多無法容忍的限制。多廠商伺服器和PLC系統缺乏集成以及開放回路控制則意味著只能響應固定位置的I-mark，迫使客戶重新設計他們的包裝材料，以達到I-mark的固定位置。很快，這個最初設計被證明缺乏靈活性和實用性，因為它給使用不同方式包裝多種產品的制造商帶來巨大障礙。
為改善設計，AMI/RecPro選擇了GE Fanuc的集成解決方案，其中包含專業設計和實施、90™-30系列PLC、DSM302 PLC運動控制模塊、Beta系列伺服器以及Data Panel操作員界面。GE Fanuc的伺服系統的獨特性在于所有涉及電流、速度和位置的控制回路在運動控制器中是關閉的，減少了設置時間并帶來了顯著的生產力優勢。
通過使用新的控制系統，用戶可以借助GE Fanuc數據面板輸入數據來設置包裝袋長度。操作人員輸入三個參數來設置TopZip：包裝袋尺寸、I-mark與拉鏈位置的距離以及拉鏈長度。輸入后的數據將保存在90-30系列PLC并通過背板發送給DSM302。然后，操作人員完成余下設置，自動將薄膜放到正確的定位位置，啟動機器。TopZip探測包裝袋上的I-mark位置并計算薄膜到預定位置的拖拉或移動距離，拉鏈將應用到在預定位置上的薄膜。一臺伺服器將薄膜拖到預定位置上，同時第二臺伺服器應用拉鏈。這是可行的，因為I-mark可通過DSM302中的輸入信號進行讀取，另外GE Fanuc伺服器為閉環系統。
結果，客戶可以將定位標記放到包裝材料的任何位置，而且GE Fanuc運動系統可經過組態，適應它的位置。“轉而使用GE Fanuc的控制可避免潛在的營銷問題并可使TopZip適用于更廣泛的應用。” AMI/RecPro電氣工程師Victor Delisle說。“根據薄膜特性和包裝袋尺寸，TopZip的初始速度大約為每分鐘45袋，但是使用新的GE Fanuc伺服系統，TopZip將速度提高了78％，在生產環境中每分鐘封裝80多袋。”
除了改善生產外，GE Fanuc自動化系統憑借自身的緊湊型組件還使AMI/RecPro實現了縮小機柜尺寸的目標，從而減少了設備占地面積。
利用新的交叉鋪網技術完成包裝解決方案的兩家公司是位于加州工業城的Snak King以及位于加州利查華的Lundberg Family Farms。這些制造商利用TopZip改造了他們的機器，從而大幅度提高生產率，同時降低成本和設置時間。
作為西海岸最大的零食制造商之一，Snak King的生產線包括爆米花、奶酪泡芙、墨西哥炸玉米片、烤堅果、零食以及水果干和果脯。擁有如此豐富的產品陣容，該公司面臨著諸多包裝難題。直到一年前，Snak King對其Jensen的堅果和零食以及水果干生產線運行上還使用人工充填拉鏈包裝袋以及人工將產品標簽貼到包裝袋的前后面。雖然該過程異?？煽?，但也相當耗時。
Jensen的Orchard生產線包括從5.5英寸到9.5英寸不等的包裝尺寸，因此迫切需要替代解決方案，滿足零售和批發鏈的市場需求。Snak King的運營副總裁AI Roessig回憶時說，“我們需要的解決方案不僅能應用標簽，還能應用和封裝拉鏈。”
自引入到生產線后，TopZip使Lundberg的生產速度提高了一倍。根據Clement的介紹，拉鏈的便捷性和生產力的提高創造了新的銷售機遇，反映在銷售額提高了35％。
“具備GE Fanuc控制的TopZip真正為交叉鋪網拉鏈應用設定了標準，”AMI/RecPro的Delisle概括道。“TopZip使制造商有機會最大程度地提高現有設備和包裝設計的投資回報，同時通過快速、高效地生產用戶友好型產品也打開了新的市場機遇。”
Roessig說他考慮了幾個主要供應商的方案，但是直到他收到終端用戶的親身體驗和意見等反饋時，才決定安裝TopZip。“我獲得了大量好評，稱贊其操作和設置的便捷性。無論我們操作的是5.5英寸的包裝袋還是9.5英寸的包裝袋，以及是否使用拉鏈，我們都可以輕松、靈活地來回切換不同的操作。”Roessig說道。如今，他能夠親自證明TopZip的方便性。
