Автоматическая лазерная очистка конвейерных печей

В 2021 году компания Pokkels разработала специальную систему автоматической лазерной очистки движущихся подовых плит для кондитерской фабрики «Тестори». В этой небольшой статье мы расскажем подробнее об этапах работы и решении поставленных заказчиком задач.

О компании

Предприятие ООО «Тестори» под брендом «Дарлетто» производит кондитерскую продукцию: вафли и печенье. Ежедневно выпускается 2 млн изделий. Для реализации такого объема продукции используется конвейер с движущимися плитами. В определенный момент плита раскрывается для подачи в нее теста и закрывается для выпечки изделия. После выпечки готовая продукция попадает на следующий участок конвейерной линии.

В ходе ежедневной эксплуатации на поверхности подовой плиты скапливаются остатки подгоревшего теста и масла, которые приводят к браку продукции. Фабрика «Тестори» искала современные способы очистки поверхностей и обратила внимание на лазерную очистку. Однако, серийные модели лазерных устройств не подходили предприятию в силу специфики производства. Тогда специалисты компании Pokkels предложили автоматизировать процесс лазерной очистки. 

Прежние методы очистки

Обработка подовых плит раньше проводилась механически и химически. Процесс растягивался на несколько дней: сначала конвейер останавливался и требовался день на полное остывание печей. Затем формы для выпечки заливались щелочью и очищались механически с использованием щеток. Очищенные формы промывались водой. После всех процедур печам требовался еще один день на разогрев.

Такой способ очистки имел свои минусы:

• Простой конвейера в течение 3 дней;
• Трудозатраты на механическую очистку;
• Сложности с утилизацией химических растворов;
• Сокращение интервала сервисного обслуживания, поскольку щелочь удаляла смазку с движущихся элементов конвейера.

Этапы работы Pokkels

1. Подбор оптимальных параметров лазерного излучения

Перед началом разработки автоматизированной системы было необходимо провести ряд исследований, чтобы определить, какая мощность лазера позволит лучше справиться с очисткой. Для этого мы использовали стойку мощностью 500 Вт и мобильный ранец мощностью 100 Вт.

Тестирование проводилось непосредственно на конвейерных плитах. Специалисты компании Pokkels убедились, что мощности 100 Вт достаточно для достижения необходимого результата. Были подобраны необходимые параметры лазерного излучения и определен вид разрабатываемой установки — координатная система. 

Подробнее о разновидностях автоматизации можно узнать в нашей отдельной статье.

2. Сборка прототипа 

Команда Pokkels разработала тестовую модель автоматизированной установки. Она представляла из себя координатную систему, которая обрабатывала поверхность в автоматическом режиме: система перемещалась в поперечном направлении относительно движущейся подовой плиты. Прототип был успешно опробован на фабрике «Тестори».

3. Разработка финальной версии установки

Прототип показал, выбор координатной системы для лазерной очистки плит был оптимальным, однако, требовалась доработка, чтобы автоматическая установка отвечала особым условиям эксплуатации.

Высокая температура работы. Лазерное устройство должно очищать действующую, не остывшую печь, которая нагрета выше 60 °C. Температура в цеху также достаточно высока для блока управления установкой. Стандартный предел работы для лазерной установки составляет 40 °C. В целях обеспечения корректного температурного режима работы были разработаны дополнительные источники охлаждения стойки и голов лазерного устройства.

Сложная форма плиты. Поверхность подовой плиты имеет форму конуса, который нельзя очистить лазерным излучением из одного положения. Поэтому автоматическая установка была разработана с двумя излучателями по 100 Вт, которые проводили облучение с двух сторон, обеспечивая полную очистку всех сторон формы.

Защита лазерной оптики в ограниченном пространстве. В процессе лазерной обработки загрязнение испаряется. Стандартное решение для защиты оптики от попадания частиц грязи — система защиты воздушными ножами Crossjet. Она создает воздушные потоки, которые не позволяет продуктам горения долетать до объектива головы лазера. Однако, в данном случае это решение не подходило, поскольку устройство использовалось в замкнутом пространстве. По этой причине очищаемые частицы грязи оставались в воздухе и система Crossjet, создавая потоки воздуха с грязью, только способствовала бы еще большему загрязнению объектива. Для решения этой задачи была разработана конструкция, в которой воздух подавался только через компрессор и захватывался со стороны объектива.

Итог

Компания «Тестори» получила полноценную систему, которая автоматически очищает поверхность движущихся подовых плит и имеет оптимальную мощность 200 Вт. Устройство выполняет непрерывную очистку работающего конвейера в момент, когда выпеченная продукция попадает на следующий участок конвейера и подовая плита освобождается. Предприятие заказчика не только сократило время на очистку, но и значительно увеличило свою производительность. Сократилось время простоя оборудования. Конвейер теперь реже нуждается в сервисном обслуживании, поскольку движущиеся узлы больше не подвергаются воздействию щелочи, смывающей смазку.