Roboter

Im Antrieb sitzt der intelligente Kern der Robotik

Während die Qualitätsanforderungen an Verpackungen steigen, insbesondere in der Gesundheits- und Schönheitsindustrie, wo höhere Preise möglich sind, werden die eingesetzten Maschinen mehr und mehr zum festen Bestandteil einer vernetzten Produktion, die aus allen Richtungen Befehle erhält. Aus diesem Grund hat Citus Kalix – in Zusammenarbeit mit Lenze – eine Modernisierung seiner Automatisierungssysteme vorgenommen. Durch die Kombination des Servo-Inverters i700 mit Controllern des Typs 3200 C kann die zur italienischen Unternehmensgruppe Coesia gehörende Firma nun künftige Herausforderungen meistern und mehr Unabhängigkeit von den großen Roboterherstellern gewinnen.

Im Bereich der Hygiene- und Schönheitsprodukte ist die Form des Inhalts entscheidend, aber auch die farbliche Gestaltung und Güte der Verpackungsschachtel. Sie soll vor Beschädigungen geschützt sein, da sie für große Marken die beste Möglichkeit für Werbebotschaften und Marketingaktionen darstellt. Die Anforderungen der Kosmetikindustrie an Verpackungsmaschinen sind somit sehr hoch.

„Die Lebensdauer einer Verpackung ist zwar nur sehr kurz, doch sie spielt in der Kosmetikindustrie eine wichtige Rolle. Die hervorragende Qualität der Faltschachtel muss sofort visuell erkennbar sein, sie darf daher keinerlei Kratzer aufweisen“, erklärt Sébastien Boileau, Direktor Marketing bei Citus Kalix.

Faltschachteln ohne Kratzer

Darüber hinaus ist es möglich, die Vertikal-Kartoniermaschine KV800 mit einem speziellen Ummantelungsmodul auszustatten, das die Kartonierung von Flaschen und Tiegeln mit ihrer Schutzummantelung ermöglicht. Auf der Interpack 2017 in Düsseldorf wurde die KV800 erstmals der Branche vorgestellt. Sie bietet für neue Anwendungen und spezielle Flaschenformen eine hohe Flexibilität und kann aufgrund ihrer behutsamen Arbeitsweise selbst für besonders empfindliche Produkte zum Einsatz kommen. „Verpackung und Inhalt sind während des gesamten Prozesses vor Reibung geschützt“, versichert Marlène Assimon, Leiterin Maschinenportfolio bei Citus Kalix. Dazu müssen sämtliche Bewegungen perfekt synchronisiert ablaufen. Für die Bestückungs- und Förderachsen stützt sich Citus Kalix auf die gemeinsam mit Lenze entwickelte Globallösung. Sie setzt sich aus einem Controller C3200, Mehrachsen-Servo-Invertern und Servo-Synchronmotoren MCS zusammen. Diese Antriebe müssen unter anderem die Falt- und Aufrichtfunktionen als Vorbereitung für die Befüllung mit Packgut gewährleisten. Das Bestücken von Tiegeln oder Flaschen wird ebenfalls von Lenze-Servo-Antrieben übernommen.

Die Entwicklung und die für die Vermarktung der KV800 erforderlichen Prüfungen konnten mit Blick auf die Interpack von Citus Kalix in Rekordgeschwindigkeit abgeschlossen werden. Boileau erklärt dazu, dass „die Schnelligkeit auch auf die exzellente Partnerschaft mit Lenze zurückzuführen“ sei. Die beiden Unternehmen arbeiten seit über zehn Jahren eng zusammen, insbesondere in der Entwicklungsphase. Wichtigstes Ziel dabei ist es, Verpackungsmaschinen zu konstruieren, die mithilfe innovativer Automatisierungssysteme besonders schnell, kompakt und leicht zu bedienen sind. Des Weiteren sollen geeignete Lösungen für die Herausforderungen und Chancen der Industrie 4.0 gefunden werden. „Wir schätzen unsere Partnerschaft mit Lenze. Für die KV800 haben wir über den gesamten Engineeringprozess hinweg zusammengearbeitet“, berichtet Anthony Defois, Leiter Entwicklung Automation bei Citus Kalix.

Verkürzte Zeit bis zur Marktreife

Um die Einrichtungsphase von Maschinen zu verkürzen, hat Lenze die Applikation-Software-Toolbox Fast entwickelt. Diese Software-Module umfassen vorkonfigurierte Bewegungsfunktionen, durch die in der Entwicklungsphase Zeit gewonnen wird. Sie enthalten auch Robotik-Funktionen für Handhabungssysteme, die im Bereich der Verpackung immer mehr Fuß fassen. Für eine Pick-&-Place-Bewegung beispielsweise muss der Maschinenbauer lediglich das passende kinematische Modell auswählen, anschließend im Programm das Technologiemodul öffnen und die Parametrierung durchführen – und schon kann die Anwendung gestartet werden. Die klare Architektur des Fast-Softwarebaukastens fasst das globale Befehlssystem für koordinierte Bewegungen zentral zusammen. Die parametrierten Module können auf einer SD-Karte gespeichert und somit beispielsweise vor Ort aufbewahrt werden.

Die Art der auszuführenden Aufgabe ermöglicht eine strukturierte und weitgehend standardisierte Programmierung. Häufig wiederkehrende Funktionen lassen sich anhand von vordefinierten Modellen detailliert darstellen. Am Ende stehen bewährte und modular einsatzfähige Softwarekomponenten für andere Entwicklungsprojekte zur Verfügung. „Eine schnellere Markteinführung unserer Maschinen – dies trägt auch zu unserem Erfolg bei“, kommentiert Boileau.

Aufgrund der aktuellen Automatisierungsarchitektur mit dem Controller Lenze 3200 C als „Gehirn“ für die Bewegungssteuerung überlässt es Citus Kalix den Kunden, das Robotiksystem gemäß ihren Bedürfnissen und Gewohnheiten selbst auszuwählen. „Wir haben eine klare Trennung zwischen der Bewegungssteuerung und der sequenziellen Steuerung vollzogen. Wir können problemlos die Roboter-Marke wechseln, da unser Know-how und damit der Großteil der Arbeit mit der Bewegungssteuerung verbunden sind“, erläutert Defois. Darüber hinaus basiert der Controller auf dem offenen und sicheren Standard OPC UA, sodass die Daten ab der Sensor-Aktuator-Ebene genutzt werden können, um Funktionen zu optimieren oder Kontrollindikatoren für die Planung von Wartungsarbeiten einzusetzen.

Ausblick

Boileau ist überzeugt, dass die Leistung eines Roboters künftig weniger wichtig sein wird als die Nutzbarkeit der Daten: „Selbstverständlich sind die Daten wichtig, aber vor allem der gezielten Analyse verbunden mit einer zügigen Aktualisierung.“ Aus diesem Grund liegt der Fokus bei Citus Kalix nicht mehr auf der herkömmlichen Automatisierung, sondern auf Antriebs- und Control-Command-Systemen für die Industrie der Zukunft.

Über den Autor
Autorenbild
Thierry Brulefert

Leiter Consumer Goods, Lenze France

Über die Firma
Lenze SE
Hameln
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