Verpacken mit der Motion-Control-Steuerung von SEW-Eurodrive

Mit Antriebs- und Steuerungstechnik von SEW-Eurodrive lassen sich nahezu alle Aufgaben lösen, die im Alltag eines Maschinenbauers zu bewältigen sind. Gerade bei Verpackungsmaschinen können die Komponenten und Lösungen aus Bruchsal ihr Leistungspotenzial ausspielen. Verpackungsmaschinenhersteller wie SVZ Maschinenbau setzen daher seit vielen Jahren auf die Steuerungs- und Antriebstechnik. Das mittelständische Unternehmen aus Satteldorf-Gröningen hat sich auf Verpackungsmaschinen für den Endverpackungsprozess spezialisiert, die zum Beispiel als Kartonaufrichter, Sammelpacker, Verdeckler oder Verschließer in der Lebensmittel-, Süßwaren-, Pharma- und Kosmetikindustrie eingesetzt werden.

„Diese Zusammenarbeit bringt uns eine ganze Reihe von Vorteilen. Die Bruchsaler bieten uns nicht nur sämtliche Antriebskomponenten aus einer Hand, sondern auch eine leistungsfähige und sehr flexible Steuerungstechnologie, mit der wir auch die komplexen Steuerungsaufgaben in unseren Verpackungsmaschinen bewältigen können“, sagt Sieghard Schwarz, einer der Geschäftsführer von SVZ Maschinenbau. „Beispielsweise lassen sich mit der Movi-PLC advanced nicht nur unsere Maschinen selbst, sondern auch die gesamte Peripherie ansteuern, sodass wir mit der Technik von SEW-Eurodrive unsere Maschinen zu einer ganzen Linie aufrüsten können – und das zu einem hervorragenden Preis-Leistungs-Verhältnis.“

Die Kartonaufricht- und Sammelpackmaschinen von SVZ dienen dazu, Schachteln und Steigen aus Wellpappe oder Vollkarton herzustellen und zu befüllen. Die Maschinen werden zum Beispiel bei Verpackungs- und Logistikunternehmen eingesetzt, darunter auch bei Ideal-Pack in Heilbronn, einem großen Full-Service-Dienstleister der Logistikbranche. Diese Firma bietet ihren Kunden eine große Bandbreite an Dienstleistungen wie Fulfillment, Warehousing, E-Commerce-Management und Kommissionierung. Sie packt aber auch primärverpackte Waren in spezielle Verkaufsdisplays um.

So übernimmt Ideal-Pack für eine große deutsche Supermarktkette seit Jahren die Aufgabe, fertig verpackte Spaghetti, die vom Hersteller in Klarsichtverpackungen als Schüttgut angeliefert werden, mit einem Beutel Soßenpulver zu einem Fertiggericht zu ergänzen. Diese Zusammenstellungen werden manuell in Verkaufsverpackungen eingelegt, maschinell verschlossen und vollautomatisch in Sechser- oder Zwölfergruppen auf Kartons gruppiert, auf denen sie später im Supermarktregal präsentiert werden.

Flachware in Form gebracht

Ideal-Pack setzt einen Kartonaufrichter des Typs KA40 von SVZ ein, in dem Antriebe und Steuerungen von SEW-Eurodrive verbaut sind. Er hat die Aufgabe, die von der Druckerei als Flachware angelieferten Kartons in ihre dreidimensionale Form zu bringen. Sie werden zunächst an einer Stirnseite so verklebt, dass die Verkaufsverpackungen im weiteren Prozess von der anderen Seite her in den Karton eingeschoben werden können. Der gefalzte und teilverklebte Karton wird über eine Kettenfördereinheit zu einer Beschickungseinheit transportiert, an der zwei Produktströme zusammenlaufen: die vorbereiteten Kartons aus dem Faltschachtel-Aufrichter und die fertig verschlossenen Verkaufsverpackungen mit den Spaghetti und dem Soßenpulver. Diese Verkaufsverpackungen kommen an der Beschickungseinheit liegend an, werden auf einer Sternwendestation um 90 Grad gedreht und dann in Sechser- oder Zwölfergruppen aufgestaut und gruppiert. In der Beschickungseinheit gelangen sie in den Verkaufskarton, der nach dem Verkleben über ein Rollenförderband aus der Anlage geschleust wird.

Die Konstrukteure der Firma SVZ setzten zwei parallel laufende Transportkettenpaare ein. Beide Ketten jedes Paares sind untereinander mechanisch gekoppelt. Relativ zueinander können die beiden unterschiedlich langen Kettenpaare von den Servogetriebemotoren frei gegeneinander bewegt werden. Auf diese Art lässt sich der Abstand der Mitnehmer ohne mechanischen Eingriff jederzeit frei einstellen. Die Synchronisierung der Kettenbewegungen übernimmt vollständig die Maschinensteuerung Movi-PLC advanced. Damit ist ein gleichmäßiger und sicherer Transport der Kartons gewährleistet.

Während früher die Synchronisierung der beiden Kettenpaare mechanisch realisiert wurde, ermöglicht heute der Einsatz der Maschinensteuerung die Formatverstellung quasi per Knopfdruck. Weil je nach Order des Kunden sechs oder zwölf Verkaufsverpackungseinheiten in einem Karton zusammengestellt werden, muss die Linie immer wieder zwischen einfacher und doppelter Kartonbreite umgestellt werden. Durch die Steuerung kann das ohne jeden mechanischen Eingriff geschehen. Man braucht lediglich am Bedienpanel des Kartonaufrichters das Format umzustellen. Die Movi-PLC passt daraufhin automatisch die Synchronisation der Transportketten und damit den Abstand der Mitnehmer an das neue Format an. Dabei ist auch eine Feinjustierung möglich, um die Kartons möglichst eng, aber beschädigungsfrei greifen zu können.

Für ihre vielfältigen Aufgaben ist die Kartonaufricht- und Sammelpackmaschine mit etlichen Modulo- und Positionierachsen sowie mit einem Nockenschaltwerk zur Ansteuerung der externen Klebeeinheit ausgestattet. Für die Positionieraufgaben haben die Konstrukteure CMP-Servomotoren von SEW-Eurodrive eingesetzt, die mit einem hochauflösender Multiturn-Absolutwertgeber für hohe Dynamik und Genauigkeit ausgestattet sind. Sie erfassen die Motordrehzahl über den gesamten Auflösebereich des Gebers eindeutig, wodurch eine Referenzierung nach dem Einschalten entfallen kann.

Sämtliche Komponenten werden von der zentralen Steuerung auf der Basis einer Movi-PLC advanced koordiniert. Sie steuert nicht nur den Faltschachtelaufrichter an, sondern dient gleichzeitig als Master für alle dezentralen Komponenten in der Maschinenlinie. Über den internen Systembus werden weitere Applikationen für das Gruppieren und Sammelpacken über ein exaktes Nockenschaltwerk angesteuert. Dazu gehören der Sternwender, die Zuführschnecken und das Beschleunigungsband sowie die Ventil­inseln für die pneumatischen Aktoren. Dabei werden auch umfangreiche Bewegungsfunktionen abgedeckt, von den Ein- und Mehrachsfunktionalitäten bis hin zu äußerst flexibel programmierbaren Kurvenscheibenfunktionalitäten.

Zusätzlich übernimmt die Steuerung auch die Bedienung und Visualisierung über das Digital Operator Panel DOP11C-70 von SEW-Eurodrive. SVZ hat also eine Serienmaschine mit zusätzlichen modularen Steuerungskomponenten zu einer kompletten Maschinenlinie ausgebaut. Mit seinem gesamten Movi-PLC-Portfolio werden flexible Lösungen ermöglicht, mit der sich nicht nur komplexe Bewegungsabläufe steuern, sondern auch komplette Automatisierungsaufgaben bewältigen lassen.

Um mit den Controllern schnell zu funktionsfähigen Lösungen zu gelangen, gibt es grundsätzlich zwei Ansätze: Eine Möglichkeit ist die Verwendung eines vorgefertigten Applikationmoduls CCU (Configurable Control Unit). Hiermit entfällt eine aufwendige Programmierung. Durch einfaches Parametrieren von standardisierten Motion- und Technologiemodulen kommt man schnell zu einer Applikationslösung. Dabei sind auch komplexe Funktionen wie Synchronlauf oder Kinematiken kein Problem. Weitere Vorteile dieses Lösungsansatzes sind die schnelle und unkomplizierte Inbetriebnahme oder eine praktische Diagnose mit Steuerbetrieb. Wenn eine noch größere Flexibilität gefordert ist oder man bei der Gesamtautomatisierung einer Maschine ohne übergeordnete Steuerung auskommen will, überzeugt die Movi-PLC ebenso. Sie lässt sich nach IEC 61131-3 frei programmieren, in Verbindung mit dem unterlagerten „Motion-Betriebssystem“ Multimotion von SEW-Eurodrive. Durch integrierte Standardbausteine und den einfachen Zugriff auf komplexe Funktionen wie Synchronlauf und Kurvenscheiben lassen sich umfangreiche Maschinenabläufe darstellen. Auch hier gibt es sehr komfortabel eine praktische Diagnose mit Steuerbetrieb. In Verbindung mit I/O-Baugruppen, HMI und weiteren Peripheriekomponenten lassen sich komplexe Maschinen und Anlagen umsetzen.

Für welchen Weg ein Anwender sich auch entscheidet, SEW-Eurodrive bietet ein durchgängiges Antriebsportfolio für alle Automatisierungsaufgaben: von hochwertigen Getriebemotoren über leistungsstarke Frequenzumrichter bis hin zu komfortabler Steuerungstechnik mit bereits einsatzfertigen Lösungen. jl