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Automatisierungstechnik für Verpackungsmaschinen von SEW

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(Bild: SEW)

Bis der Kaffee duftend vor uns steht, durchläuft er einen langen Prozess: Von der Ernte über die Röstung bis zur Abfüllung sind es viele Schritte. Am Ende steht das Verpacken der einzelnen Kaffeepackungen in Gebinde, die für den Handel und die Gastronomie geeignet sind. Um Einsparungen von Energie und Rohstoffen zu erzielen, suchen die Hersteller von Verpackungsmaschinen innovative Lösungen. Dieser Herausforderung stellte sich auch das Unternehmen Forpac S. r. l. in Noceto, unweit von Parma. Diese Stadt in der Region Emilia-Romagna ist ein wichtiges Wirtschaftszentrum Norditaliens mit einem Schwerpunkt in der Nahrungsmittelindustrie.

Der Ofen wird überflüssig

Mit der Entwicklung der Verpackungsmaschine Styron brachte Forpac ein technologisch anspruchsvolles Projekt auf den Weg. Bei diesem Konzept wird die Stretchfolie für die Verpackung der Produkte kalt gestreckt und infolgedessen die Erhitzung der Folie überflüssig. Neben der Verringerung der eingesetzten Rohstoffe für die Verpackung fällt die Energieeinsparung durch den Wegfall der Erwärmung positiv ins Gewicht. Styron wäre damit die passende Antwort auf die Anforderungen an Flexibilität und Vielseitigkeit, die auf dem Markt immer dringlicher gestellt werden – eigentlich. Wie so oft bei Innovationen, sah sich Forpac zunächst den Vorbehalten einiger Geschäftspartner gegenüber, die anfangs wenig Bereitschaft zeigten, ihre Meinung über Produktverpackungen zu überdenken. Schließlich waren es vorausschauend agierende Unternehmen wie Lavazza, die sich von dieser Lösung überzeugen ließen.

Mit Lavazza fand Forpac ein Unternehmen, das sich von der neuen Stretchfolien-Technologie überzeugen lies.
Mit Lavazza fand Forpac ein Unternehmen, das sich von der neuen Stretchfolien-Technologie überzeugen lies.
(Bild: Shutterstock/SEW)

Starke Partnerschaft

Einen entscheidenden Beitrag zum Gelingen dieses Projekts leistete SEW-Eurodrive Italien. Aus der Zusammenarbeit beider Partner entstand der erste Prototyp einer Maschine zur Verpackung von Kaffeedosen. Er spart 62 Prozent Energie und reduziert den Folienbedarf um 64 Prozent.

Die Verpackungsmaschine Styron wurde mit Antriebs- und Steuerungstechnik von SEW-Eurodrive ausgerüstet. Diese ermöglicht eine modulare Struktur, die – je nach Anforderungen an Geschwindigkeit und Produkt – in unterschiedlichen Versionen konfiguriert werden kann, von einem bis zu mehreren Modulen. Jedes einzelne Maschinenmodul erfüllt eine spezielle Aufgabe (Folienbeschickung, Verpackungszufuhr, Einwickeln). Die einzelnen Maschinenmodule werden synchronisiert. Die Maschine ist mit einem Bedienfeld ausgestattet für die Verwaltung der unterschiedlichen Produkte und Koordination der Bewegungen. Jedes Maschinenmodul kann zwischen sechs und zwölf Achsen beinhalten.

Inzwischen hat SEW-Eurodrive Italien einen Folgeauftrag über Antriebs- und Automatisierungstechnik für sechs weitere Maschine erhalten. Bei identischem Konzept werden diese neuen Maschinen komplett mit Movi-C ausgerüstet. Die neue Automatisierungsstruktur beinhaltet den Movi-C Controller Advanced, elf Achsen der Umrichterreihe Movidrive Modular sowie das mecha­tronische Antriebssytem Movigear Performance.

Die Kaltverpackungstechnologie für Stretchfolie spart fast 90 Prozent Energie ein gegenüber herkömmlichen Systemen mit thermischer Verformung.
Die Kaltverpackungstechnologie für Stretchfolie spart fast 90 Prozent Energie ein gegenüber herkömmlichen Systemen mit thermischer Verformung.
(Bild: Forpac)
Das mechatronische Antriebssystem Movigear

Das mechatronischen Antriebs­system Movigear vereint Motor, Getriebe und Antriebselektronik in einem System. Es ist so ausgelegt, dass es flexibel für verschiedene Kommunikations-Infrastrukturen eingesetzt werden kann. Somit eignet es sich für alle dezentralen Anwendungen im Feld, insbesondere für die allgemeine Fördertechnik. Alle Komponenten – der permanent-erregte Synchronmotor mit Wirkungsgradklasse IE4, das effiziente Getriebe und die integrierte Elektronik wurden aufeinander abgestimmt und das Gesamtsystem energetisch optimiert. Somit weist Movigear einen hohen Systemwirkungsgrad auf, mit dem sich im Betrieb regelmäßig Energieeinsparungen bis 50 Prozent (gegenüber herkömmlichen älteren Antrieben) erzielen lassen.

Nachhaltige Antriebslösung

Sämtliche Zuführungsaufgaben erfolgen durch das energetisch optimierte Antriebssystem Movigear. Dieses dezentrale, mechatronische Antriebssystem erfüllt die Anforderungen der Energieeffizienzklasse IE4 für Motoren. Die bislang umfangreichste Systemkonfiguration mit drei Modulen für lose Flaschen und Umverpackung beinhaltet 46 Antriebe. Dabei wurde eine hohe Steuerungspräzision erzielt und ein Gesamtenergieverbrauch von 9 kWh ermittelt. Diese Maschine ist mit einem Fernwartungszugang ausgestattet. Dadurch lässt sie sich umfassend steuern und fortlaufend überwachen.

Zahlreiche Verpackungsarten

Bis heute wurde die Verpackungsmaschine Styron, die durch Patente in mehr als 150 Ländern geschützt ist, mit bewährten Lösungen für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie gebaut. Durch ihre modulare Bauweise kann die Maschinenlösung verschiedene Produktionsanforderungen erfüllen: zahlreiche Verpackungsarten für Logistik und Vertrieb wie lose oder primärverpackte Produkte, vier- oder sechsseitige Folierung sowie unterschiedliche Produkte, beispielsweise Flaschen, Dosen oder Päckchen. Styron berücksichtigt alle Anforderungen an hochwertige Verpackungen: neben der generellen Eignung der Verpackung, ihre Stabilität, der Last auf den Paletten, die Folientransparenz sowie Einsparungen von Folien und Energie.

Steuerungstechnik von SEW-Eurodrive

Die Movi-C-Controller-Reihe von SEW-Eurodrive bietet passende Lösungen von einfachen Bewegungsaufgaben bis hin zu anspruchsvollen Automatisierungsaufgaben mit High-End-Motion-Control-Anwendungen, wie schnellen Verpackungsmaschinen.

 

Der Movi-C Controller Advanced eignet sich insbesondere für den Einsatz als anreihbare Modulsteuerung zur Ansteuerung von bis zu acht interpolierten Achsen und acht weiteren Hilfsachsen. Das Gerät ist mit Schnittstellen für die gängigen Feldbussysteme verfügbar. Zur Achsansteuerung kommt der bewährte Systembus S-Bus Plus zum Einsatz, der die Rechenleistung taktsynchron an die Antriebe weitergibt. Integriert ist außerdem eine SD-Speicherkarte für Applikations- und Anwendungsdaten. Sie ermöglicht einen einfachen Gerätetausch bei schnellem Datenzugriff.

Über die Autorin
Autorenbild
Andrea Balser

Fachpressereferentin, SEW-Eurodrive, Bruchsal

Über die Firma
SEW-EURODRIVE GmbH & Co KG
Bruchsal
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