(Bild: Schneider Electric)
In der modernen Verpackungsindustrie ist Flexibilität ein Muss. Heute sind Maschinen und Anlagen gefordert, die nicht nur ausfallsicher und effizient funktionieren, sondern auch schnell und ohne technischen Aufwand auf neue Formate umrüstbar sind. Und das selbst bei kleinsten Losgrößen. Schließlich verlangt eine schier endlose Zahl an Sonderanfertigungen, Spezialobjekten und Nischenprodukten nach einer funktionalen und attraktiven Verpackung. Die Fähigkeit, auch geringe Mengen noch wirtschaftlich rentabel verpacken zu können, ist damit zu einem veritablen Wettbewerbsvorteil geworden. Nicht nur aus Marketingsicht. Wenn Produktmengen und deren Verpackung flexibel und präzise an Nachfrage und Zielgruppe angepasst werden können, wird weniger Ausschuss produziert und es entsteht weniger Abfall. Auf diese Weise lassen sich Ressourcen effizienter nutzen und die Nachhaltigkeitsbilanz wird optimiert.
Damit Maschinen und Anlagen diesen hohen Ansprüchen an Flexibilität, Präzision, Rentabilität und Effizienz bei beliebigen Losgrößen gerecht werden können, hat Schneider Electric ein neues Multi Carrier Transportsystem auf den Markt gebracht. Insbesondere auf die komplexen Anforderungen der Konsumgüterindustrie zugeschnitten, ermöglicht Lexium MC12 die Umsetzung von kompakten Maschinendesigns und kurzen Durchsatzzeiten.
Montage und Aufbau des Multi Carriers
Der neue Multi Carrier von Tech-Konzern Schneider Electric ist auf das Transportieren, Positionieren und Gruppieren von Objekten spezialisiert und besteht grundsätzlich aus einem Track und frei aufsetzbaren Carriern. Flexible Veränderungen des modular aufgebauten Systems sind auch nach Inbetriebnahme jederzeit möglich. Das Schienenlayout wird im Kern aus frei kombinierbaren Motorsegmenten, Verbindungselementen und Führungsschienen zusammengesetzt. Die Motorsegmente enthalten die Leistungselektronik und erzeugen ein magnetisches Feld, mithilfe dessen sich die Carrier mit einer Genauigkeit von bis zu 0,03 mm über den Track bewegen lassen. Einfache steckbare Verbindungselemente stellen die Feldbus-Kommunikation sowie die Spannungsversorgung zwischen den Motorsegmenten sicher und reduzieren den Verkabelungsaufwand auf ein Minimum. Dadurch und durch den Betrieb mit 48 V Gleichstrom, sind keine speziellen elektrotechnischen Fachkenntnisse vonnöten. Ober- und unterhalb der Motorsegmente werden zudem Führungsschienen angebracht, die die magnetisch aufgesetzten Carrier präzise in der Spur halten. Insgesamt lassen sich Auf- und Umbau der Anlage sehr einfach und ohne Spezialwerkzeug bewerkstelligen.
Kompakte Maschinen mit hohen Durchsatzzeiten
Mit der neuen Multi Carrier Lösung lassen sich im Vergleich zu herkömmlichen Fördersystemen deutlich kompaktere Maschinendesigns realisieren. Das liegt zunächst daran, dass das Schienenlayout flexibel an die jeweiligen Gegebenheiten und Erfordernisse anpassbar ist. Mithilfe von frei kombinierbaren Geraden und 45-Grad-Kurven kann eine Vielzahl an unterschiedlichen Track-Geometrien umgesetzt werden – zum Beispiel Kreise, Ovale, Quadrate oder Rauten. Auch offene Layouts sind möglich. Im Fall von geschlossenen Geometrien bleibt der Innenbereich zwischen den Motorsegmenten und Führungsschienen zudem frei und bietet Platz für die Installation von Prozessstationen oder Robotern. Indem diese also nicht außerhalb des Tracks angebracht werden müssen, nimmt die gesamte Anlage weniger Raum ein und bleibt kompakt.
Ein weiterer Grund für die einfache Realisierung kompakter Maschinendesigns ergibt sich aus der flexiblen Funktionsweise der Multi Carrier Lösung. Die Carrier können auf den Schienen nicht nur äußerst genau, sondern auch mit je eigenen Geschwindigkeiten bewegt werden. Da einzelne Prozessstationen entlang eines Verpackungs- oder Fertigungsprozesses damit nicht von einheitlichen Taktzeiten abhängig sind, sondern je individuell arbeiten können, lässt sich die Zahl an Bearbeitungsschritten oftmals stark reduzieren. Außerdem müssen zwischen den einzelnen Stationen weniger Pufferzonen eingeplant werden. Dank der hohen Bewegungspräzision der Carrier ist es zudem möglich, auch in den Kurven Robotereingriffe durchzuführen. Somit lässt sich die volle Länge eines Schienenlayouts für die Materialbearbeitung nutzen.
Durchgängige Software für die gesamte Maschine
Das Multi Carrier System Lexium MC12 ist fester Bestandteil der Automatisierungsplattform PacDrive 3 und vollständig in die IIoT-Lösungsarchitektur EcoStruxure Machine von Schneider Electric integriert. Damit ist sichergestellt, dass zwischen physischer Maschine und übergeordneter Softwareebene eine maximale Datendurchgängigkeit besteht. Innerhalb der Softwareumgebung EcoStruxure Machine Expert lassen sich Planung, Simulation, Programmierung und Inbetriebnahme einer gesamten Anlage ohne Brüche oder fehleranfällige Exports durchführen. Dazu entsteht bereits zu einer sehr frühen Phase der Entwicklung ein virtuelles Abbild der Maschine, das sowohl den Multi Carrier als auch die unterschiedlichen Prozessstationen beinhaltet – beide werden von nur einem LMC Motion Controller gesteuert. Anhand des dreidimensionalen Digital Twins können sämtliche Bewegungsabläufe simuliert, visualisiert und auf ihren Nutzen hin überprüft werden, noch bevor ein einziges Stück Hardware verbaut wurde. Auf diese Weise steht Maschinenherstellern verlässliches Zahlenmaterial zur Verfügung, um Kunden von den Mehrwerten ihrer Konstruktion in puncto Output und Flexibilität zu überzeugen. Und auch während des laufenden Betriebs einer Anlage können Anwender geplante Investitionen in Umbauten oder Erweiterungen mithilfe der Simulationsmöglichkeiten datenbasiert prüfen und absichern.
Für die Programmierung einer Anlage bietet die Simulation ebenfalls enorme Vorteile. Da der Programmcode bereits durch die Simulation im Digital Twin überprüft wird, erfolgt die Inbetriebnahme nicht nur weniger fehleranfällig, sondern auch deutlich schneller. Unterstützt wird die exakte Synchronisierung von Multi Carrier und Prozessstationen zudem von umfangreichen Softwarebibliotheken, die vorgefertigte Funktionsbausteine für bestimmte Bewegungsabläufe enthalten. Im Unterschied zu herkömmlichen Förderlösungen ist es mithilfe des flexiblen Multi Carrier Systems möglich, sogenannte Stationslogiken zu etablieren. Dazu werden einzelne Bearbeitungsstationen nur dann angefahren, wenn das entsprechende Fahrsignal gegeben wurde. Auch Wartepositionen können definiert werden. Ist diese Logik einmal für den Master-Carrier etabliert, lässt sie sich beliebig auf weitere Carrier übertragen. Auch neue Carrier, die im Bedarfsfall zusätzlich aufgesetzt werden, übernehmen eigenständig und ohne Konfigurationsaufwand die Routine der anderen. Ein bestimmtes Abstandsmaß sowie eine Kollisionskontrolle sind automatisch eingerichtet.
Flexible Umrüstung und kleine Losgrößen
Einfache Montage, modulare Bauweise, durchgängige Softwareunterstützung und unkomplizierte Programmierung machen den neuen Multi Carrier von Schneider Electric zu einem wahren Multitalent in Sachen Flexibilität. In vielen Anwendungsfällen scheitert die wirtschaftlich rentable Verpackung kleinster Losgrößen an der zeit- und kostenaufwendigen Umstellung etablierter Prozesse. Nicht so im Fall des Multi Carriers. Bei Formatwechseln zum Beispiel reicht es aus, wenn innerhalb der Softwareoberfläche lediglich die Parameter einer neuen Karton- oder Flaschengröße eingegeben werden. Motorsegmente sowie Carrier stellen sich dann automatisch auf das neue Format um. Somit können nicht nur mehr Formate und Produkte mit ein und derselben Maschine verarbeitet und verpackt werden, es ist auch möglich, bestimmte Umrüstarbeiten „on the fly“ zu erledigen.
Eingebettet in das Komplettsortiment für die industrielle Automatisierung von Schneider Electric, bietet sich Nutzern des neuen Multi Carriers ein umfangreiches Sortiment an Hard- und Softwarelösungen, mit denen sich die Potenziale von Lexium MC12 noch deutlich erweitern lassen. Darunter zum Beispiel Apps und digitale Services für die mobile Inbetriebnahme, cybersicheres Remotemanagement, Condition Monitoring oder Augmented Reality-basierte Wartungsvorgänge.
