Home Themen Themen Intelligent gesteuert, flink verpackt

Automatisieren

Intelligent gesteuert, flink verpackt

In über 85 Jahren ihres Bestehens erarbeitetet sich SEW-Eurodrive einen hervorragenden Ruf als Hersteller zuverlässiger, energieeffizienter und langlebiger Getriebemotoren. Seit Jahrzehnten ist das Bruchsaler Unternehmen als Anbieter von Komponenten für die Antriebsautomatisierung bekannt und seit Jahren für seine Maxolution-Systemlösungen. Auf Basis des kürzlich vorgestellten Automatisierungsbaukastens Movi-C fertigt SEW-Eurodrive auch komplette Lösungen für die Maschinenautomatisierung. Der Baukasten umfasst das gesamte, erforderliche Produktspektrum: Ausgehend von Hardware – Getriebemotoren, Frequenzumrichter, Steuerungstechnik – über die Software – Module, die für die Integration der Antriebe in die Maschine sorgen, Bedienoberfläche, Visualisierung – bis zur Kommunikation über offene Feldbussysteme zur Anbindung weiterer Komponenten. Movi-C ermöglicht ein bequemes Engineering und eine komfortable Inbetriebnahme und Bedienung, was am Beispiel einer Verpackungsmaschine im folgenden dargestellt wird.

Antriebs- und Automatisierungstechnik

Die Firma 3SL Pactec beschäftigt sich mit der Entwicklung und Herstellung von Kartonier- und End-of-Line-Verpackungstechnik, die anspruchsvollsten Kundenanforderungen gerecht wird. Das Produktionsprogramm des Allgäuer Unternehmens umfasst den gesamten Sekundärverpackungsbereich, bis hin zu Robotik-basierenden Endverpackungsmaschinen. Als Lieferant von Gesamtlösungen integriert das Unternehmen Primär-, Sekundär- und Endverpackungstechnik zu kompletten Verpackungslinien für den weltweiten Nahrungsmittel- und Gebrauchsgütermarkt. Dabei ist SEW-Eurodrive ein bevorzugter Partner für die komplette Antriebsautomatisierung.

Die zweite Kinematik verschließt über eine speziell optimierte und mit der Pneumatik synchronisierte Bahnkurve den Karton und setzt ihn um 90° gedreht auf das Ausschleuseband um. (Foto: SEW)
Die zweite Kinematik verschließt über eine speziell optimierte und mit der Pneumatik synchronisierte Bahnkurve den Karton und setzt ihn um 90° gedreht auf das Ausschleuseband um. (Foto: SEW)

Eine integrierte Verpackungslösung von 3SL Pactec für Produkte aus den Bereichen Food und Non-Food ist die Verpackungsmaschine FMC 250. Dieser vollautomatische, servogesteuerte Toploadkartonierer wurde für anspruchsvolle Kunden der Konsumgüterindustrie konzipiert. Er stellt eine flexible Lösung dar, um 250 Produkte pro Minute in Faltschachteln, Umverpackungen oder Displaykartons zu verpacken, zum Beispiel Schokoladensticks, Lebkuchen und Non-Food-Produkte. SEW-Eurodrive stattete die gesamte Maschine mit Komponenten aus dem Automatisierungsbaukasten Movi-C aus. Je nach Antriebsaufgabe – ob hochdynamische Servoachse oder Fördertechnikachse – wurden unterschiedliche Getriebemotoren verbaut: Synchronmotoren mit Drehgeber, Asynchronmotoren geberlos und mechatronische Antriebseinheiten Movigear, ebenfalls geberlos. Sie alle werden angesteuert durch die vielseitigen Applikationsumrichter der Gerätefamilie Movi-Drive modular. Sie ist Bestandteil des neuen Automatisierungsbaukastens Movi-C von SEW-Eurodrive. Insgesamt zehn Doppelachsen sind – platzsparend und leicht zugänglich – auf dem Dach der Verpackungsmaschine untergebracht. Die gesamte Maschine benötigt also keinen separaten Schaltschrank und lässt sich gut im Container transportieren.

SEW-Eurodrive hat in enger Zusammenarbeit mit 3SL Pactec mit dem Movi-C- Controller Power die komplette Automatisierung der Verpackungsmaschine durchgeführt. Dazu gehört das Abfragen und verarbeiten der I/O-Schnittstellen, die Steuerung und Überwachung aller Synchron- und Asynchronachsen sowie die Ablaufsteuerung und Visualisierung der Gesamtmaschine, basierend auf Pack-ML (Packaging Machine Language) nach dem OMAG Standard Norm S88. Alle zehn Doppelachsmodule Movi-Drive MDD90A, also 20 Achsen, werden innerhalb einer Abtastrate von 1 ms verarbeitet. Davon läuft ein Maschinenmodul mit einer elektronischen Kurvenscheibe, an der vier Achsen im Camming Mode gekoppelt sind und zusätzlich an einer Achse noch zwei Leimnocken angebaut sind, die ebenfalls innerhalb der Abtastrate gesteuert werden. In zwei Maschinenmodulen wird die Steuerung von je einem Roboter Drei-Achs/Zwei-Achs realisiert. Zwei weitere Maschinenmodule werden für die Steuerung zweier Fächerketten verwendet, wobei eine die Taktung von bis zu 250 Takten je Minute ermöglicht.

Für die sicherheitsgerechten Funktionen ist die Sicherheitssteuerung UCS B von SEW-Eurodrive zuständig. Sie ist über das Maschinennetzwerk mit dem Movi-C-Controller Power verbunden. Diese Sicherheitssteuerung überwacht sämtliche Not-Aus-Einrichtungen, wie Schutztüren und Sicherheitsklappen, in der gesamten Anlage. Beim Ansprechen der Sicherheitseinrichtung werden alle Movi-Drive-Doppelachsmodule in den STO-Zustand (sicher abgeschaltetes Drehmoment) geschaltet.

Heiko Füller ist im Marktmanagement von SEW-Eurodrive Germany zuständig für Antriebselektronik und Steuerungstechnik. (Foto: SEW)
Heiko Füller ist im Marktmanagement von SEW-Eurodrive Germany zuständig für Antriebselektronik und Steuerungstechnik. (Foto: SEW)

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 Sekundärverpackung. 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 Movi-KIT Multi-Motion Camming. Ein richtungsahhängiges 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 durch vorgefertigte Software

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 muss sich der Anwender nicht selbst Gedanken machen, wie er die Fächerkette programmiert. Eingebettet in das Automation Framework AFW von SEW-Eurodrive bekommt er ein Anwendungsmuster. Der Programmierer muss nur seine eigenen Parameter für die Länge der Fächerkette und die Anzahl der Produkte eingeben, dann führt das Maschinenmodul die geforderten Antriebsbewegungen aus. Somit kann er die Fächerkette an maximal einem halben Tag leicht in Betrieb nehmen – einschließlich der Visualisierung.

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° gedreht auf das Ausschleuseband um. Die Mechanik dieses Pick-and-Place-Roboters Codian D2 fertigt die niederländische Firma Codian Robotics B. V. Die Koordinatentransformationen, die Software und das Teachen übernimmt SEW-Eurodrive. Hierbei kommt das Robotikpaket für Handhabungstechnik bei klassischen Pick-and-Place-Anwendungen zum Einsatz und darauf aufbauend die Software- und Maschinenmodullösung „Toploader".

Visualisierung vereinfacht die Bedienung

Das von SEW-Eurodrive bereitgestellte Automation Framework ist eine ideale Softwareplattform, mit der Programmierer die Maschinensoftware klar und einfach strurkturieren können. Auf Basis Pack-ML programmiert, erfüllt es den internationalen Standard zur Steuerung von Verpackungsmaschinen und ist damit weltweit akzeptiert und bekannt. Die Vorteile dieser Lösung sind eine durchgängige Diagnose, Alarmhandling und Rezepturverwaltung. Der Programmcode der Maschine ist auch für außenstehende, neue Programmierer leicht beherrschbar. Das eigentliche Know-how der Maschinenbauer bleibt über Jahrzehnte nutzbar und die Aufwände für Softwarepflege sind minimal. Große Hersteller aus dem Lebensmittelbereich schätzen sehr, dass sie auf diese Weise alle Maschinen in einer Produktionshalle in gleicher Weise bedienen können. Die Pack-ML-Struktur ist für jede beliebige Maschine anwendbar.

Nutzen für Endkunden und OEM

Mit dem sehr kompakten und flexiblen Automatisierungsbaukasten Movi-C von SEW-Eurodrive lassen sich alle Antriebe ansteuern. Auch Sicherheitssteuerungen und Visualisierungen können die OEM von SEW beziehen und so von der Leistungsfähigkeit eines Lieferanten profitieren. Weil die Bruchsaler vorgefertigte Softwarebausteine anbieten, spart man viel Zeit beim Engineering ein. Doch auch die Endkunden ziehen großen Nutzen aus dem Automatisierungsbaukasten Movi-C: neben den klassischen Vorteilen – SEW-Eurodrive ist in 49 Ländern auf allen Kontinenten mit Beratung, Support und Service vor Ort – erhalten sie ein einheitliches Bedienkonzept, das internationalen Ansprüchen gerecht wird.

Für Sie entscheidend

Automatisierungsbaukasten Movi-C
Das Multiachs-Umrichtersystem Movi-Drive 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 Movi-Suite vereint intuitive Inbetriebnahme, Konfiguration und Diagnose – egal ob Standard- oder funktional sichere Komponenten, ob einzelne Umrichter oder ganze Maschinen und Anlagen.

Foto. SEW
Foto. SEW

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 Engineeringsoftware. Durchgängigkeit bedeutet bei der Generation Movi-C auch die optimale Regelung beziehungsweise 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-Stand-by-Modus (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. 

Engineering-Software Movi-Suite
Die neue Engineering-Software Movi-Suite Standard wie auch der dazugehörige IEC-Editor, der auf Codesys 3x basiert, erleichtern die Arbeit des Maschinenbauers 3SL Pactec erheblich.

Foto: SEW
Foto: SEW

Durch den strukturierten Softwareaufbau im Pack-ML-Paket, wie auch in den vorgefertigten Grundprogrammen und den Bibliotheken, werden die Programmieraufwände erheblich reduziert. Das wiederum ermöglichte, verschiedene Abläufe der Maschine genauer zu analysieren und weiter zu verbessern.

 

Über die Firma
SEW-EURODRIVE GmbH & Co KG
Bruchsal
Newsletter

Das Neueste von
neue verpackung direkt in Ihren Posteingang!