Foto: SEW
Engineering für Verpackungsmaschinen vereinfacht

Das Engineering von Verpackungsmaschinen ist komplex und gilt als keine leichte Aufgabe. Doch intelligent steuern und flink verpacken kann auch einfach sein. Wie das mit Hilfe eines Automatisierungsbaukastens von SEW funktioniert, zeigt das Beispiel eines vollautomatischen, servogesteuerten Topload-Kartonierers von 3SL PackTec.  HEIKO FÜLLER 

3SL PacTec entwickelt und produziert Kartonier- und End-of-Line-Verpackungstechnik für besonders anspruchvolle Kundenanforderungen. Das Produktionsprogramm des Allgäuer Unternehmens umfasst den gesamten Sekundärverpackungsbereich, bis hin zu auf Robotik basierenden Endverpackungsmaschinen. Als Lieferant von Gesamtlösungen integriert das Unternehmen Primär-, Sekundär- und Endverpackungstechnik zu kompletten Verpackungslinien für den weltweiten Nahrungsmittel- und Gebrauchsgütermarkt.


Eine integrierte Verpackungslösung für Produkte aus den Bereichen Food und Non-Food ist die Verpackungsmaschine FMC 250. Dieser vollautomatische, servogesteuerte Toploadkartonierer wurde für Kunden der Konsumgüterindustrie konzipiert. Er kann 250 Produkte pro Minute in Faltschachteln, Umverpackungen oder Displaykartons verpacken. Das sind zum Beispiel Schokoladensticks, Lebkuchen sowie Non-Food-Produkte.

 

Baukasten für Antriebs- und Automatisierungstechnik


Für solche Leistungsansprüche sind entsprechende Automatisierungslösungen gefragt. SEW-Eurodrive aus Bruchsal hat die gesamte Maschine mit Komponenten aus dem kürzlich vorgestellten Automatisierungsbaukasten MOVI-C ausgestattet. Der Baukasten umfasst das gesamte erforderliche Produktspektrum. Dazu gehört zunächst einmal die Hardware, also Getriebemotoren, Frequenzumrichter, Servoregler und Steuerungstechnik. Die Software umfasst Module, die für die Integration der Antriebe in die Maschine sorgen. Dazu gehören auch die Bedienoberfläche, die Visualisierung und die Kommunikation über offene Feldbussysteme. Sie ermöglichen die Anbindung weiterer Komponenten. MOVI-C steht für ein intuitives Engineering, eine schnelle Inbetriebnahme und einfache Bedienung, was am Beispiel einer Verpackungsmaschine im folgenden dargestellt wird.

 

Maschine mit hohen Ansprüchen


Eine Verpackungsmaschine stellt viele Antriebsaufgaben. So werden zum Beispiel für eine hochdynamische Servoachse oder eine Fördertechnikachse unterschiedliche Getriebemotoren verbaut. Ob Synchronmotoren mit Drehgeber, geberlose Asynchronmotoren oder die ebenfalls geberlosen mechatronischen Antriebseinheiten Movigear, sie alle werden angesteuert durch einen Applikationsumrichter der Gerätefamilie Movidrive modular. Insgesamt zehn Doppelachsen sind platzsparend und leicht zugänglich in der Verpackungsmaschine untergebracht. Die gesamte Maschine benötigt also keinen separaten Schaltschrank und lässt sich gut im Container transportieren.

 

Verpackungsmaschine komplett automatisiert


Das Bruchsaler Unternehmen hat in enger Zusammenarbeit mit 3SL PacTec die Verpackungsmaschine komplett mit der Steuerung MOVI-C-Controller power automatisiert. Dazu gehören das Abfragen und Verarbeiten der I/O-Schnittstellen sowie die Steuerung und Überwachung aller Synchron- und Asynchronachsen sowie die Ablaufsteuerung und Visualisierung der Gesamtmaschine, basierend auf PackML (Packaging Machine Language) nach dem OMAG-Standard-Norm S88. Ein Maschinenmodul läuft mit einer elektronischen Kurvenscheibe, bei der vier Achsen miteinander gekoppelt sind und zusätzlich an einer Achse noch zwei Leimnocken angebaut sind. In zwei Maschinenmodulen wird die Steuerung von je einem Roboter (3-Achs/2-Achs) realisiert. Zwei weitere Maschinenmodule werden für die Steuerung zweier Fächerketten verwendet, wobei eine Taktung von bis zu 250 Takten je Minute erreicht wird.


Die integrierte Sicherheitstechnik von Movi-C überwacht sämtliche Not-Aus-Einrichtungen wie Schutztüren und Sicherheitsklappen in der gesamten Anlage.

 

Automatisierte Abläufe


Für die Produktion wird die Maschine mit vorgestanzten, flachen Kartonzuschnitten aus dem Zuschnittmagazin beladen. Diese Zuschnitte werden in der Maschine zu geleimten Displaykartons geformt. Von der vorgelagerten Primärverpackung gelangen die verpackten Einzelprodukte über ein Förderband zur Sekundärrverpackung. Im Maschinenmodul „Aufrichter“ wird mittels Abzieher ein Kartonzuschnitt aus dem Magazin mit Vakuumsaugern abgezogen und auf das Shuttle gelegt. Dieses transportiert den Karton unter den Leimpistolen hindurch über das Ausformwerkzeug, wo es von einer X-Z-Kinematik übernommen wird. Diese Einheit drückt den flachen Zuschnitt zuerst durch das Formwerkzeug und übergibt den zu einem Displaykarton geformten Zuschnitt an das nächste Modul, das CMS (Carton Management System). Der Ablauf dieses Maschinenteils (Equipmentmodul) erfolgt über eine elektronische Kurvenscheibe für synchronisierte Achsbewegungen aus dem Softwarebaukasten Movikit MultiMotion Camming. Ein richtungsabhängiges Nockenschaltwerk steuert die Leimpistolen an. Im Maschinenmodul CMS transportieren zwei Riemen, die mit Vakuumkassetten bestückt sind, abwechselnd einen Karton vom Übergabeplatz am Aufrichter zur Beladeposition und weiter zur Entnahmeposition.

 

Leichte Inbetriebnahme


In der Verpackungsmaschine FMC 250 übernimmt eine schnelltaktende Fächerkette pro Sekunde vier Einzelprodukte aus einem endlosen Produktstrom. SEW-Eurodrive bietet für Maschinenmodule vorgefertigte Softwarelösungen an. Daher braucht sich der Anwender nicht selbst Gedanken machen, wie er die Fächerkette programmiert. Der Programmierer muss lediglich die Parameter für die Länge der Fächerkette und die Anzahl der Produkte eingeben. Alles weitere erledigt das Maschinenmodul zur Ansteuerung der geforderten Antriebsbewegungen.

 

Deltaroboter für die Endverpackung


In zwei weiteren Arbeitsschritten kommen zwei Deltakinematiken zum Einsatz. Die erste Kinematik übernimmt nach dem Toploaderprinzip je sechs gruppierte Produkte in dem kurzen Zeitfenster aus der ruhenden Fächerkette und setzt die Produkte in den Displaykarton. Nach vier Zyklen ist ein Karton gefüllt, und er wird unter die Entnahmekinematik weitertransportiert. Diese zweite Kinematik verschließt über eine speziell optimierte und mit der Pneumatik synchronisierte Bahnkurve den Karton und setzt ihn um 90 Grad gedreht auf das Ausschleuseband um. Die Koordinatentransformationen, die Software und das Teachen übernimmt SEW-Eurodrive.

 

Visualisierung


Das von SEW-Eurodrive bereitgestellte Automation Framework ist eine ideale Softwareplattform, mit der Programmierer die Maschinensoftware klar und einfach strukturieren können. Auf Basis PackML programmiert, erfüllt es den internationalen Standard zur Steuerung von Verpackungsmaschinen und ist damit weltweit akzeptiert und bekannt. Die Vorteile dieser Lösung sind eine standardisierte Diagnose, Alarmhandling und Rezepturverwaltung. Große Hersteller aus dem Lebensmittelbereich schätzen sehr, dass sie auf diese Weise alle Maschinen in einer Produktionshalle in gleicher Weise bedienen können. Die PackML-Struktur ist für jede beliebige Maschine anwendbar.

www.sew-eurodrive.de/multimotion  


17_3_me_TT_sew_2KAS.jpg

Das Multiachs-Umrichtersystem Movidrive modular ist Bestandteil des komplett neuen Automatisierungsbaukastens MOVI-C des Antriebsspezialisten SEW-Eurodrive. Er umfasst den kompletten Bereich der Antriebselektronik, begonnen von der Steuerungstechnik über Software und Umrichtertechnik sowie dezentrale Technik bis hin zur Motortechnik. MOVI-C schafft durch zahlreiche Mehrwerte deutliche Vorteile für die Anwender. Die neue, intuitive Engineering-Software Movisuite vereint intuitive Inbetriebnahme, Konfiguration und Diagnose – egal ob Standard- oder funktional sichere Komponenten, ob einzelne Umrichter oder ganze Maschinen und Anlagen. Ergänzend zur klassischen Programmierung reduziert eine Vielzahl von SEW-Software-Applikationsmodulen deutlich die Komplexität. Dadurch lassen sich anspruchsvolle Bewegungskinematiken durch einfache Parametrierung realisieren. Ein weiterer Vorteil von MOVI-C ist die Durchgängigkeit: vertikal von der Steuerung bis zum Getriebemotor sowie horizontal durch alle Elektronikprodukte steht der gesamte Automatisierungsbaukasten zur Verfügung – und das mit nur einer einzigen Engineering-Software. Durchgängigkeit bedeutet bei der Generation MOVI-C auch die optimale Regelung bzw. Steuerung unterschiedlichster Motortypen wie Asynchronmotoren, Synchronmotoren, Servomotoren und LSPM mit nur einem Umrichter. Auch in Hinblick auf die Performance setzt MOVI-C neue Maßstäbe. So kann das Multiachssystem beispielsweise bei Einsatz des MOVI-C Controller power bis zu 32 interpolierte Achsen regeln. Weitere Vorteile in der Installation wie Einkabeltechnologie und Doppelachsmodule sowie integrierte Sicherheitstechnik standardmäßig in allen Achsen schaffen die Voraussetzungen für einen wirtschaftlichen Einsatz. Weitere Highlights wie ein 24-V-Standbymodus (Energiesparmodus), Rückspeisemodule, Energiespeicher, DC-Verschienung, Energiemanager sowie die Anzeige aktueller Energieleistungsdaten runden MOVI-C ab. Dank des höheren Integrationsgrads und der verbesserten Kommunikationsmöglichkeiten können nun extrem einfach neue Anwendungen erschlossen werden.

17_3_me_TT_sew_KAS.jpg

 

Beitrag aus [me] 3/2017

17_3_me_TT_sew_SEI.jpg

Gerne können Sie [me] 3/2017 mit weiteren interessanten Beiträgen bestellen:

E-Mail:  cedra@agt-verlag.de           

oder:      Kontaktformular

agt agile technik verlag gmbh
Teinacher Straße 34
71634 Ludwigsburg

Vertrieb, Frau Beate Cedra
Tel.: 07141/22 31-56

 

spacer
VORSCHAU >>>

Blickfang
17_6_BF_schmalz_154.jpg

Greifer in der Cloud
-
Druckluftfrei und ohne störende Verschlauchung arbeitet der elektrische Vakuum-Erzeuger ECBPi von Schmalz. Mit seiner integrierten Schnittstelle zur Greifer- und Roboteranbindung eignet er sich besonders für den Einsatz in der mobilen Robotik, aber auch für stationäre Handhabungsaufgaben.  ...  weiter lesen

spacer
[me] TV  Videothek
Videos zu Messen + Events
spacer

E-NEWSLETTER

Mit dem Newsletter-Service von [me]-online bestimmen Sie selbst, zu welchem Themengebiet wir Sie informieren.

E-Mail Newsletter bestellen

Social Bookmarks
Hier können Sie diese Seite Ihrem Portal dazufügen
Diese Seite zu Mister Wong hinzufügenDiese Seite bei del.icio.us hinzufügenBei Linkarena verlinkenBei Windows Live verlinkenBei Blinklist verlinkenBei digg verlinkenBei Furl verlinkenBei Google Bookmarks verlinkenBei Webnews verlinkenBei Yahoo My Web 2.0 verlinken

[me] mechatronic & engineering online - Infos zu Lösungen für Entwickler, Konstrukteure und Automatisierer

Online Werbung @ [me]
spacer