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Innovativer Tubenfüller

Weltweit verteilte Kunden sowie die bessere Ausnutzung der eigenen Ressourcen verlangen nach neuen Denkweisen. Es ist heute gang und gäbe, dass international agierende Unternehmen Entwicklungsprojekte oder Produktionen auf ihre weltweit verteilten Standorte verteilen. Dass dieses Modell nicht nur in Branchen wie dem Automobilbau sondern auch im Maschinenbau hervorragend funktioniert, hat OYSTAR IWK mit seinem neuen Tubenfüller TFS E bewiesen. Die Entwicklung der innovativen Maschine wurde vom Hauptsitz in Stutensee nahe Karlsruhe aus geführt, wo Lösungen für die automatisierte Befüllung von Tuben eine mehr als hundertjährige Tradition haben. Beim Engineering kooperierte das Team in Stutensee mit OYSTAR Thailand in Bangkok, wo die Maschine anschließend auch gebaut wurde. Das komplette Software-Engineering für die Automatisierungslösung auf Basis von PacDrive übertrug OYSTAR IWK Schneider Electric, dessen thailändische Mitarbeiter die Maschine mit Unterstützung chinesischer Kollegen vor Ort programmierten und in Betrieb nahmen.

Voraussetzungen haben gestimmt
Angesichts ständiger Berichte, die Deutschland für die Zukunft einen chronischen Ingenieurmangel prophezeien, erscheint ein solches Vorgehen als reizvolles Modell. Für Dr. Marco Lanza, Head of Product Management Tube Filling Machines bei OYSTAR IWK, ist es auch kein Problem, den Bau und das Software-Engineering aus der Hand zu geben: „Unsere Kernkompetenz ist die Entwicklung innovativer Verpackungsprozesse. Wenn Sie klare Standards im Software-Engineering definiert haben und diese dem Dienstleister vorgeben können, bleibt auch ein vom Dienstleister erbrachtes Programm letztlich eine OYSTAR IWK-Lösung."

Er räumt allerdings ein, dass die Voraussetzungen stimmen müssen: „Unsere Kunden globalisieren, wir müssen es und damit natürlich auch unsere Lieferanten. Wir brauchen daher starke Partner, die wie wir international agieren und uns weltweit direkt vor Ort Produkte, Engineering-Dienstleistungen und Service bieten können. Das gilt in gleichem Maß für Automatisierer und Elektroausrüster. Im idealen Fall kommt beides aus einer Hand, das vermeidet unnötige Schnittstellen."

Logic Motion Control-System war die Schlüsseltechnologie
OYSTAR IWK hat sich deshalb für die TFS E erstmals entschlossen, weltweit mit Schneider Electric als alleinigen Lieferanten für Automatisierung und die elektrische Ausrüstung von Maschinen zusammen zu arbeiten. Eine Entscheidung, mit der Dr. Marco Lanza zufrieden ist: „In Schneider Electric sehen wir das Potenzial für eine internationale Kooperation. Außerdem ist Schneider Electric auch dort präsent, wo sich unsere Kunden für die TFS E befinden. Und die sehen wir zu einem großen Teil in Asien, USA und Südamerika."
Den Schlüssel zu der umfassenden Zusammenarbeit bildete ursprünglich das PacDrive-System der Schneider Electric-Tochter ELAU. OYSTAR IWK arbeitet ebenso wie verschiedene weitere Unternehmen der OYSTAR -Gruppe seit längerem mit der Logic Motion Control-Technologie des im fränkischen Marktheidenfeld beheimateten Unternehmens. Die Zusammenführung von SPS- Motion- und Robotik-Steuerungsfunktionalitäten in einer skalierbaren Hardware-Plattform überzeugten ebenso wie das modulare Programmierkonzept, das auf eine Erstellung standardisierter, wieder verwend?barer Software-Funktionen im IEC 61131-3-Standard abzielt.
Die PacDrive-Technologie bildet auch die Basis der Automatisierungslösung der TFS E. Der komplett servogetriebene ?Tubenfüller arbeitet mit maximal 110 Takten. Jeweils zwei Tuben werden pro Takt parallel gefüllt und verschlossen, woraus ein Ausstoß von bis zu 220 Tuben pro Minute resultiert. Durch unterschiedliche Verschließmodule können wahlweise Kunststoff-, Laminat- oder Metalltuben verarbeitet werden. Der
Formatbereich erstreckt sich über Tubendurchmesser von 10 bis 52 mm und Tubenlängen von 50 bis 220 mm.

Das servobasierte Antriebskonzept der Maschine sorgt für gleichmäßigen, ruhigen Lauf und hohe Prozesssicherheit. Der direkt angetriebene Drehteller läuft absolut spielfrei, ruckfreie Beschleunigungs- und Bremsprofile verhindern auch bei hohen Geschwindigkeiten das bei flüssigen Füllgütern nicht unübliche Schwappen oder gar ein Kippen von Tuben. Zwei freie Plätze am Drehteller lassen Spielraum für zusätzliche Optionen wie etwa eine Prägestation.

Auf den ersten Blick wird erkennbar, dass hohe Verfügbarkeit und kurze Produktwechselzeiten bei der Entwicklung der Maschine absolute Priorität hatten. „Die TFS E ist eine ideale High-Efficiency-Maschine", erläutert Dr. Marco Lanza. Umstellzeiten von weniger als 25 Minuten sind dank innovativer Lösungen durchaus keine Illusion. Am Bedien-Panel der Maschinen können alle produktspezifischen Parameter der Maschinen hinterlegt und auf Knopfdruck geladen werden. Bei Verwendung der Dosierung mit Kolbenpumpe und Drehschieberventil lassen sich alle Produkt berührenden Teile en bloc als Einheit austauschen.

Besonders innovativ ist die alternativ einsetzbare Dosier-Drehkolbenpumpe mit automatisiertem Cleaning in Place (CIP). Bereits nach wenigen Minuten sind hervorragende Reinigungsergeb?nisse erzielbar. „Tests mit einem realen Produkt eines Kunden zeigten, dass sich dessen bisherigen CIP-Reinigungszeiten von bis zu vier Stunden auf etwa 20 Minuten verkürzen lassen", kommentiert Dr. Marco Lanza die in Versuchen erzielten, sensationellen Ergebnisse.

Durch den servogesteuerten Hebevorgang beim Füllen konnten alle Produkt führenden Leitungen der beiden Füller ohne Schläuche starr verlegt werden. Durch eine weitgehende Reduktion von weiteren typischen Verschleißteilen wie Dichtungen erzielt die Maschine mit minimalem Wartungsaufwand hohe Standzeiten.

Für den weltweiten Einsatz standardisierte Ausrüstung
Die komplette Automatisierungslösung des Tubenfüllers TFS E, der Schaltschrank inklusive der gesamten darin verbauten Elektroausrüstung sowie die HMI-Lösung inklusive Gehäusesystem stammen aus dem Portfolio von Schneider Electric. Ein PacDrive Logic Motion Controller steuert die acht Servoantriebe sowie sämtliche anderen Maschinenfunktionen. Das gemischte Antriebskonzept setzt sich aus SH-Servomotoren und MC-4-Reglern in Schaltschrankausführung sowie aus iSH-Servoantrieben mit integrierter Regelelektronik zusammen. Das Bedienkonzept stützt sich auf ein Magelis 10,4"-Panel, das sich ohne zusätzlichen PC auch für Tele-Service?Konzepte eignet. Ein optionales Magelis Handheld-Panel mit identischer Funktionalität erhöht die Bewegungsfreiheit an der Maschine. An den Profibus für die I/O-Ebene sind Schneider Electric?Buskoppler angeschlossen. Sicherheitsfunktionen wurden mit Preventa-Bausteinen realisiert.

Über die Firma
Schneider Electric Automation GmbH
Marktheidenfeld
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