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Verpackungsmaschine durchgängig automatisiert

01  Die Verpackungsmaschine mit Pick-and-place-Palettierroboter ist in der Lage, befüllte und verschlossene Kartons schnell  und geordnet auf Paletten abzulegen

01  Die Verpackungsmaschine mit Pick-and-place-Palettierroboter ist in der Lage, befüllte und verschlossene Kartons schnell und geordnet auf Paletten abzulegen

Die Verpackungsmaschine mit Pick-and-place-Palettierroboter von E & V Systeme ist in der Lage, befüllte und verschlossene Kartons geordnet in kurzer Zeit auf Ladungsträger abzulegen. Für die hohe Gesamtperformance beider Anlagenteile sorgen Synchron-Servomotoren, Antriebsregler, Motion Controller und die ­passende Automatisierungsplattform aus einer Hand. Der Maschinenbauer erhielt die komplette Antriebs- und Automatisierungstechnik von Stöber.

02  Johannes Stocker (links), Elektrokonstrukteur bei E & V Systeme, und Martin ­Benedickt von Stöber (Mitte) nehmen die Antriebstechnik an der Verpackungsmaschine  in ­Augenschein

02  Johannes Stocker (links), Elektrokonstrukteur bei E & V Systeme, und Martin ­Benedickt von Stöber (Mitte) nehmen die Antriebstechnik an der Verpackungsmaschine in ­Augenschein

03  Bei dem Vier-Achs-gesteuerten Saugsystem ist das präzise Planetengetriebe ohne Motoradapter direkt mit dem dynamischen Servomotor verbunden. Das spart Bauraum, verringert Gewicht, ist leise und dynamisch

03  Bei dem Vier-Achs-gesteuerten Saugsystem ist das präzise Planetengetriebe ohne Motoradapter direkt mit dem dynamischen Servomotor verbunden. Das spart Bauraum, verringert Gewicht, ist leise und dynamisch

04  Die Antriebsregler in Anreihtechnik erfassen  mehr als 33 Mio. Positionen pro Umdrehung

04  Die Antriebsregler in Anreihtechnik erfassen mehr als 33 Mio. Positionen pro Umdrehung

Seit 1999 unterstützt E & V Systeme seine Kunden von der Projektierung bis zur Inbetriebnahme bei der Erstellung individueller Etikettier- und Endverpackungslösungen (Bild 1). „Lebensmittel und Getränke, Kosmetik oder Pharma­industrie, die Produkte unserer Kunden werden immer vielfältiger. Damit werden auch immer ­höhere ­Anforderungen an die Verpackung gestellt. Mit unseren ­Verpackungsmaschinen können die Betreiber flexibel ­reagieren und gleichzeitig ­einen hohen Output bei geringen Durchlaufzeiten erzielen, was ihnen einen erheblichen Wettbewerbsvorteil erschafft“, ­berichtet Johannes Stocker, Elektrokonstrukteur bei E & V Systeme (Bild 2).

Neben halb- und vollautomatischen Anlagen gehören unter anderem auch Setzmaschinen mit Kartonaufrichter und -verschließer zum Programm des Unternehmens mit Sitz in Egling. Hinzu kommen Sammelpackmaschinen für Trays, Kartonmaschinen für Faltschachteln, Palettierer für Kanister und Eimer oder auch Pick-and-place-Palettierer für befüllte Kartons. „Betreiber legen immer mehr Wert auf eine kompakte Bauweise der Maschinen. Sie sollen bediener- und wartungsfreundlich sein, hohe Standzeiten und eine geringe Störanfälligkeit aufweisen. Dazu kommen die steigenden Anforderungen an die Maschinensicherheit“, sagt J. Stocker. Fast immer steht bei den modernen Maschinen und Automatisierungseinrichtungen die Steuerung und Antriebstechnik im Fokus.

Zulieferer als Entwicklungspartner

Bei Zukaufteilen setzt E & V Systeme auf ausgewählte ­Lieferanten und legt dabei vor allem Wert auf Flexibilität, Liefertreue sowie gleichbleibende Qualität. Schließlich ­müssen die benötigten Komponenten bei Bedarf zuverlässig und schnell vor Ort sein und die gewünschten Aufgaben genau erfüllen. „Wichtig ist auch die fachliche Kompetenz: Im besten Fall unterstützen uns die Zulieferer bei der Produkt­entwicklung mit ihrem Know-how“, hebt J. Stocker hervor. Einer dieser Partner ist Stöber Antriebstechnik. Mit dem Hersteller und Entwickler von Systemtechnik für Antrieb und Automation bestehend aus Getrieben, Motoren, Antriebsreglern, Motion Controllern sowie der dazugehörigen Software arbeitet E & V Systeme schon seit einiger Zeit erfolgreich zusammen.

Für ein Projekt lieferte der Antriebsspezialist zum Beispiel Synchron-Servomotoren für Gewindetriebe für ­eine ­Hubachse – sowie die passenden Antriebsregler und die Steuerungs­lösung. „Diese waren auch der Auslöser für einen viertägigen Workshop in Pforzheim, um unser Wissen rund um die Produktbereiche Steuerung und Antriebstechnik von Stöber in einem praktischen Training zu vertiefen“, erinnert sich J. Stocker. Auch bei der Entwicklung einer neuen ­anspruchsvollen Verpackungsma­schine in Kombination mit einem Pick-and-place-Palettierroboter setzte der Maschinenbauer wieder auf die Antriebs- und Automatisierungstechnik des Spezialisten.

Stabil, ruhig, zuverlässig

Dabei legten die Ingenieure vor allem Wert auf die Gesamtperformance von Verpackungsmaschine und Palettier­roboter, um Laufruhe, Zuverlässigkeit und Bedienerfreundlichkeit sicherzustellen. Dazu war eine Komplettlösung des Antriebs- und Steuerstrangs erforderlich. „Für uns war es hilfreich, mit Stöber einen Partner mit Kompetenz und ­einem lückenlosen Produktprogramm an unserer Seite zu wissen, der uns dies alles aus einer Hand liefern kann“, ­berichtet J. Stocker.

Ein wesentlicher Teil der Lösung sind vier Planeten­­getriebemotoren für Gewindetriebe der Baureihe PE4EZ4 (Bild 3). „Die hochpräzisen Planetengetriebe werden mit den dynamischen Servomotoren ohne Motoradapter direkt miteinander verheiratet“, sagt Martin Benedickt (Bild 2), der bei Stöber für den Vertrieb von Antriebs- und Auto­matisierungstechnik zuständig ist. Das spart nicht nur ­Bauraum, es verringert auch das Gewicht, reduziert Lauf­geräusche und bietet eine hohe Dynamik. Für eine einfache und schnelle Montage bietet der Antriebstechnikspezialist mit dem im Motor integrierten Hiperface-DSL-Absolutwert­geber auch eine Ein-Kabel-Lösung. Die schnelle Prozess­datenübertragung mittels Ethercat sorgt für eine hohe ­Auflösung und Genauigkeit. Die Schnittstelle erfüllt zudem hohe Sicherheitsanforderungen, und Wartungstechniker können Ferndiagnosen über das Internet bequem und schnell vorbereiten.

„Wir haben den Motor mit einem unserer Doppelachsregler in Anreihtechnik SI6 (Bild 4) kombiniert. Damit ­lassen sich die Aufgaben in dieser Verpackungsanlage ­wirtschaftlich lösen“, erläutert M. Benedickt. Der SI6 kann Encoder-Informationen bis zu 64 Bit verarbeiten. In Verbindung mit den integrierten, hochauflösenden Encodern der Servomotoren, sorgt dies für hohe Positioniergenauigkeit. Die hochdynamische Baureihe erreicht kurze Ausregelzeiten bei schnellen Sollwertänderungen und Lastsprüngen. ­Zudem setzt sie bei der Sicherheit auf die Funktion STO (Safe Torque Off) und ist nach DIN EN 13849-1 im Performance-Level e (Kat. 4) zertifiziert.

Die Steuerung übernimmt bei dieser Anlage der Motion Controller MC6, der sich gut für Robotikfunktionen eignet. Bei E & V Systeme ist er als Touch-Panel ausgeführt. Eine Sprachumschaltung ist ebenso enthalten wie eine Benutzerverwaltung. Der Mitarbeiter kann mit auf ihn angepassten Einstellungen und Eingriffsmöglichkeiten die Maschine ­benutzerkonform handhaben.
Die Entwicklungsumgebung Automation Control Suite AS6 umfasst alle in Codesys V3 enthaltenen Funktionen für Motion Control. Für die Programmerstellung stehen hochleistungsfähige Drive&Motion-Bibliotheken zur Verfügung, mit denen sich die Anwendung mit deutlich reduziertem Programmieraufwand realisieren lässt.

Sicher im Einsatz

„Mit unserer Vier-Achs-gesteuerten Transporteinheit stellen wir somit eine geringe Störanfälligkeit sicher und erreichen eine hohe Stückleistung“, erklärt J. Stocker – und führt die Anlage vor. Die Kartons laufen über eine angetriebene ­Rollenbahn mit Vereinzelung über pneumatische Stopper. Zeitgleich entnimmt die Anlage Leerpaletten ­automatisch aus einem Magazin und fördert sie zur Befüllstation. Hubgabeln heben die Paletten in Arbeitshöhe und die zu verarbeitenden Kartons in Aufnahmeposition. Das Vier-Achs-gesteuerte Saugsystem nimmt die Kartons auf. Lage für Lage stapelt es die Kartons nach einem von der Software berechneten Muster auf die Palette. Anschließend senkt die Anlage den vollen Ladungsträger ab und transportiert ihn aus der Maschine. „Weil wir Roboter-Kinematiken in die Maschine integriert haben, kann der Betreiber eine flexible Produktion erreichen“, beschreibt J. Stocker.

E & V Systeme hat mit dieser neuen Anlage einen leistungsstarken Prototyp entwickelt. Nun geht es darum, diese erfolgreich am Markt einzuführen. Damit will sich der ­Maschinenbauer weiter in seinen Zielbranchen etablieren und die Marktbekanntheit steigern. Weil Stöber alles aus einer Hand geliefert hat, ließ sich der Kreis der Ansprechpartner hinsichtlich ­Problemstellungen möglichst klein ­halten. Sämtliche Herausforderungen, die sich während der Gestaltung und Programmierung der Maschine ergeben ­haben, konnten durch die effiziente Zusammenarbeit schnell und sauber gelöst werden. „Wir sind mit dem Ergebnis sehr zufrieden. Wir ­werden auch weiterhin auf die fachliche ­Unterstützung von Stöber setzen“, ist J. Stocker überzeugt. (no)

www.euv-systeme.com
www.stoeber.de


Ulla Göransson arbeitet bei der Stöber Antriebstechnik GmbH in Pforzheim im ­Marketing.

Autorin:
Ulla Göransson arbeitet bei der Stöber Antriebstechnik GmbH in Pforzheim im ­Marketing.