A A A
| Sitemap | Kontakt | Impressum | Datenschutz
ETZ Logo VDE Verlag Logo

01 Bei Verpackungsmaschinen ist Schnelligkeit gefragt. Häufiger Produktwechsel führt aber oft zum Engpass, denn über verstellbare Achsen müssen jedes Mal die Formate, Anschläge oder Führungen an das aktuelle Produkt angepasst werden. Positionierantriebe bieten hier Abhilfe

Vorteile durch automatische Formatverstellung

02 Positionierantriebe aus der Reihe Flexidrive von Baumer werden für die automatische Formatverstellung eingesetzt: Sie vereinen bürstenlosen DC-Motor, Planetengetriebe, absoluten Positionssensor, Feldbusschnittstelle (CANopen oder Profibus DP) und Leistungselektronik in einem kompakten Gerät

03 Alle Komponenten des integrierten Antriebs stammen aus einer Hand und sind optimal aufeinander abgestimmt

Bei Verpackungsmaschinen bedeuten kleinere Produktionschargen häufige Produktwechsel. Dabei müssen Anschläge oder Führungen jeweils auf die Dimensionen des Produkts und der Verpackung angepasst werden. Manuelle Formatverstellungen beanspruchen viel Zeit und bergen das Risiko von Fehleinstellungen. Positionierantriebe lösen diese Problematik gleich in mehrerer Hinsicht. Zudem lassen sie sich gut in die unterschiedlichen Verpackungsmaschinen integrieren.

In der Verpackungstechnik werden Formatverstellungen heute häufig noch von Hand vorgenommen. Hier schlummert großes Rationalisierungspotenzial, das sich mit aktueller Automatisierungstechnik und ohne großen Aufwand heben lässt. Ein Beispiel stellen die Positionierantriebe von Baumer dar, die speziell für diesen Anwendungsbereich entwickelt wurden (Bild 1). Die Antriebe sind in unterschiedlichen Ausbaustufen und Baugrößen erhältlich und damit gut an den jeweils gewünschten Automatisierungsgrad anpassbar.

Weniger Engineering-Aufwand, kürzere „Time-to-Market“
Sind häufige Formatverstellungen erforderlich, bietet es sich an, diese mithilfe von integrierten Positionierantrieben zu automatisieren. Die Positionierantriebe vereinen einen bürstenlosen DC-Getriebemotor (mit Drehmomenten bis 19 Nm), einen absoluten Positionssensor, Leistungselektronik sowie eine Feldbus-Schnittstelle (CANopen oder Profibus DP) in einem kompakten Gerät (Bild 2 und 3). Durch diese Funktionsintegration ist der Verkabelungsaufwand gering und die Installation in die Maschinen einfacher als beim diskreten Aufbau einer Automatisierungslösung. Die Funktion der Formatverstellung lässt sich mit zusätzlichen Komponenten aus dem Sensorportfolio erweitern, zum Beispiel mit optischen Sensoren zur Produkterfassung und -vermessung, mit Drehgebern zur Erfassung von Bandgeschwindigkeit und Position oder einem Summenzähler zum Ermitteln der Produktmenge. Alle Komponenten des integrierten Antriebes stammen aus einer Hand und sind optimal aufeinander abgestimmt. Es müssen deutlich weniger Schnittstellen gepflegt werden und die Einbindung in das übergeordnete Steuerungssystem wird einfacher. Die Integration der automatisierten Formatverstellung verlangt also nur vergleichsweise wenig Engineering- Aufwand. Für den Maschinenhersteller verkürzt sich die „Time-to-Market“; Projektkosten und Risiken werden reduziert.

Kurze Amortisationszeit
Im praktischen Betrieb profitiert der Anwender spürbar von der automatisierten Lösung: Alle notwendigen Formatverstellungen lassen sich jederzeit, schnell und ohne größeren Aufwand über digitale Eingänge oder die Feldbus-Schnittstelle realisieren. In der Praxis rechnet sich ein solches Vorgehen innerhalb kurzer Zeit, wie das folgende Beispiel zeigt: Bei einer Verpackungsmaschine, die im Drei- Schichtbetrieb arbeitet, muss innerhalb von 24 h zehn Mal zur Anpassung unterschiedlicher Produkte das Format verstellt werden. Wenn die manuelle Verstellung jedes Mal nur 20 min länger dauert als die automatische, lassen sich 200 min Stillstand einsparen. Das entspricht einer Produktivitätssteigerung von etwa 15 % und dies, ohne an den prozessrelevanten Funktionen eine aufwendige Optimierung durchführen zu müssen. Außerdem sinkt die Fehlerquote gegenüber einer manuellen Verstellung. Hier liegen dem Maschineneinrichter die Sollwerte als „Rezeptur“ vor, das heißt, er entnimmt einer Liste, in welche Position er die jeweilige Formatverstellung für das aktuelle Produkt zu fahren hat. Vor allem, wenn viele Spindeln zu verstellen und zahlreiche Rezepturen zu verwalten sind, schleichen sich bei dieser Methode jedoch gern Fehler ein, zum Beispiel wenn man in der Zeile verrutscht, eine Nummer verwechselt etc. Eine falsch eingestellte Spindel bedeutet fast immer, dass zunächst einmal Ausschuss produziert wird, bis der Fehler gefunden und korrigiert ist. Die Maschine muss ausgeräumt werden und in schlimmen Fällen sind sogar Maschinenschäden nicht ausgeschlossen. Das kostet Zeit und verursacht unnötige Kosten.

Vorteile bis in die Qualitätssicherung
In der Praxis bringt die automatisierte Formatverstellung mit den Positionierantrieben aber noch mehr Vorteile. So hat der Anwender während des Prozesses dank absolutem Multiturn-Messsystem die permanente Kontrolle über die Formatverstellung. Auch im spannungslosen Zustand gehen keine Positionswerte verloren. Nicht nur bei Exportmaschinen, die für Länder mit eher instabiler Stromversorgung bestimmt sind, kann Letzteres ein entscheidendes Kriterium sein. Zeitaufwendige Referenzfahrten nach einem Stromausfall, für die meist das Produkt aus der Maschine entfernt werden muss, sind unnötig. Da sich die automatisierte Formatverstellung außerdem in die Prozessdatenerfassung einbinden lässt, profitiert auch die Qualitätssicherung von der permanenten Kontrolle der Achseneinstellungen. Last but not least, muss das Maschinendesign nicht mehr auf Zugänglichkeit zu den Achsen getrimmt werden und der Maschinenbauer hat deutlich größere Freiheitsgrade bei der Platzierung der Verstellachsen. (ih)

Der Beitrag als pdf

Autoren:
Manuel Niedermann ist Senior Produktmanager Motion Control bei Baumer. sales.de@baumer.com

Ellen-Christine Reiff ist Fachautorin im Redaktionsbüro Stutensee. ereiff@rbsonline.de