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Verpackungsmaschinen

Integrative Soft-SPS-Lösungen ermöglichen schnelle Inbetriebnahme

| Autor/ Redakteur: Harald Dietel / Dipl.-Ing. (FH) Reinhold Schäfer

Beim Verpacken sind flexible Maschinen gefragt, um die Produktion kurzfristig umstellen zu können. Gleichzeitig sollen Hausstandards und Kundenwünsche in Bezug auf die Komponenten wie Motoren oder Feldbusse berücksichtigt werden. Heutige Motion-Control-Systeme müssen offen gegenüber anderen Systemen sein, um diese Flexibilität der Maschinen bereits bei der Planung zu gewährleisten.

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Mit dem Automatisierungssystem PMCprimo 16+ können Verstärker und Motoren betrieben werden. Bild: Pilz
Mit dem Automatisierungssystem PMCprimo 16+ können Verstärker und Motoren betrieben werden. Bild: Pilz
( Archiv: Vogel Business Media )

Eines der Entwicklungsziele der PRB Packaging System Srl war die Neukonzeption von Maschinen mit Hilfe elektronischer Systeme. Das Unternehmen setzt dabei auf die Technik und Erfahrung von Pilz. Ursprünglich ausgehend von der „elektrischen Kurve“ mittels dezentraler Antriebstechnik, werden die Maschinen heute komplett mit dem Automatisierungssystem PMCprimo 16+ ausgerüstet.

Zwei Maschinentypen sollen die Vorteile der Systemlösung beschreiben: Bei der Far XE handelt es sich um eine elektronische Verpackungsmaschine, die mit 100 Zyklen pro Minute arbeitet. Sie ist kompakt und lässt sich flexibel einsetzen. Das Produkt wird der Maschine auf verschiedene Weise zugeführt: durch lineare Zuführung, im Winkel von 90° und durch Kippen. Weiterhin sind unterschiedliche Packmittel einsetzbar, zum Beispiel durch das Verkleben der Folie mit unterschiedlichen Seitenfalzen oder durch vollständiges Umwickeln mit Kraftpapier und Banderole, mit oder ohne Aufdruck.

Alle Maschinenbewegungen werden von zwölf Motoren durchgeführt, die über das Automatisierungssystem PMCprimo 16+ synchronisiert werden und einer virtuellen Leitachse folgen. Die verschiedenen Arbeitsphasen bestehen aus dem Kippen, Stapeln und Einführen des Produkts in den Beutel, der Regelung der Menge des Verpackungsmaterials, dem Formen, Verschließen und dem Zukleben der Verpackung.

Kartonierer arbeitet mit 14 Zyklen pro Minute

Die Paketiermaschine Unipocket ist ein elektronischer Horizontal-Kartonierer, der mit 14 Zyklen pro Minute arbeitet. Die Kartons können gleichzeitig mit Leim und Band verschlossen werden. Bei dieser Maschine sind verschiedene Produktzuführungsarten möglich, wie die Anordnung in Reihen und Schichten von Produkten in den verschiedensten Formen, Größen und Konsistenzen.

Die Verpackungsmaschine PRB Far XE und die Paketiermaschine Unipocket wurden in der Vergangenheit als vollständig mechanisch ausgeführte Maschinen angeboten. Die neue Generation ist ganz mit dezentraler Antriebstechnik ausgestattet. Diese Entscheidung hat eine Reihe von Vorteilen mit sich gebracht:

  • Das Format ist flexibel: In der Testphase der Maschine lassen sich die Kurven und Synchronbeziehungen zwischen den Achsen schnell verändern, indem lediglich einige Parameter am Bedienfeld angepasst werden.
  • Das Format ist schnell geändert: Mittels Rezepturverwaltung ist die Umstellung auf ein anderes Format mit einer Taste möglich.
  • Die Leistung ist gestiegen: Bei beiden elektronischen Maschinen wurde für alle Formate eine höhere Geschwindigkeit und Produktivität erreicht. Bei einigen Formaten konnte die Taktzahl sogar verdoppelt werden. Stillstandszeiten gehören der Vergangenheit an.
  • Die Komplexität wurde reduziert: Für die elektronischen Maschinen werden 40% weniger Komponenten benötigt als bei den entsprechenden mechanischen Maschinen.
  • Die Zuverlässigkeit wuchs: Nachweislich stieg die Verfügbarkeit der Maschine durch den Wegfall von komplexen mechanischen Anordnungen und Verbindungselementen drastisch. Die statistische Auswertung ergab eine Steigerung von mehr als 15%.
  • Die Produktivität stieg: Der wirtschaftliche Vorteil zeigt sich in der Produktivität, der benutzerfreundlichen Wartung und den umfangreichen Diagnosemöglichkeiten.

Automatisierungssystem für SPS-Funktion und Bewegungssteuerung

Das Automatisierungssystem wird sowohl für die SPS-Funktion als auch die Bewegungssteuerung in beiden Maschinen eingesetzt. Mit dem Automatisierungssystem können Verstärker und Motoren sowohl von Pilz als auch von anderen Herstellern betrieben werden (Bild). Diese Offenheit ermöglicht PRB, für jeden Anwendungsfall den optimalen Antrieb zu wählen. Zudem können problemlos verschiedene Feldbusse für das System eingesetzt werden.

Ein weiterer Vorteil ist, dass je nach Kundenwunsch die Bedienung entweder über ein direkt angebundenes Panel oder über einen IPC erfolgen kann. Dazu gibt es verschiedene Bussysteme und Standardprotokolle. Die Hardware ist unabhängig von der Anzahl der Achsen. Das System kann modular bis auf weit über 100 Achsen erweitert werden. Die durchgängige Programmierung der Soft-SPS nach IEC 61131 ermöglicht eine einfache Inbetriebnahme.

PRB nutzt die Softwaremodule von Pilz als Grundlage für die Konstruktion der eigenen, spezifischen Anwendungsbibliotheken, um eigenes Know-how auf die Maschinen übertragen zu können. Weitere Punkte, die zur Entscheidung für das Automatisierungssystem geführt haben, sind die einfache Kurvenerstellung in den Motion-Control-Tools, der schnelle Wiederanlauf nach Störungen und der technische Support durch die Pilz-Applikationsingenieure. Außerdem ist die weltweite Präsenz von Pilz für einen Maschinenbauer, der 80% seiner Produktion exportiert, ein wichtiger Faktor.MM

Harald Dietel ist Produktmanager bei der Pilz GmbH & Co. KG, Sichere Automation, in 73760 Ostfildern

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