Belaugungsmaschine mit Parker-Komponenten, Bild: Parker

Teiglinge in einer vollautomatischen Belaugungsmaschine. Zum Einsatz kommen hier unter anderem kolbenstangenlose pneumatische Linearantriebe von Parker. Bild: Parker

Steuerungen und Aktoren müssen immer schneller arbeiten, um die Anforderungen an Flexibilität und Produktivität erfüllen zu können, die an moderne Verpackungsmaschinen gestellt werden. Schnelle, echtzeitfähige Bussysteme ersetzen daher immer häufiger die älteren Bussysteme. Pneumatische und elektrische Antriebe werden auf gleiche oder höhere Produktivität bei gleichem oder sinkendem Energieverbrauch getrimmt. Gleichzeitig wandern Komponenten wie zum Beispiel Ventile zunehmend aus dem Schaltschrank direkt in die Maschine. Diese Dezentralisierung erfordert mehr Intelligenz in den Komponenten und eine höhere Schutzart und hat stärker modulare Maschinenkonzepte zur Folge. Jörg Ahrend, Segment Sales Manager Automation – Pneumatic bei Parker Hannifin ergänzt dazu: „Modulare Maschinenkonzepte sind gefragt, denn auch der Trend zur Individualisierung und die gestiegenen Ansprüche der Endverbraucher hinsichtlich der Einkaufs- beziehungsweise Auspackerlebnisse erfordern letzten Endes konsequent modulare Konzepte.“

Ohne modulare Konzepte geht es nicht mehr

Ventilinsel CPX von Festo, Bild: Festo
Weniger Leitungen und Schläuche: Mit dem Ventilinselkonzept der CPX/MPA von Festo sinken Installationszeit und Bauraum, nach Angaben des Unternehmens, um rund ein Drittel. Bild: Festo

Parker bietet dementsprechend ein umfassendes Sortiment an technologieübergreifenden Komponenten und Systemlösungen, die diese Trends schon in ihrer Entwicklung berücksichtigt haben. Viele der Komponenten entsprechen dem modularen Prinzip und sind aufeinander abgestimmt. Parkers Geschäftsbereich Pneumatic Division Europe – Origa liefert Kunden aus der Verpackungsindustrie eine Vielzahl von Komponenten und Systemen, darunter die Serie OSP-P (die Abkürzung steht für Origa System Plus – Pneumatisch), eine Komplettlösung für lineare Antriebssysteme.

Das Baukastensystem der pneumatischen kolbenstangenlosen Zylinderserie bietet Anwendern viele Möglichkeiten, die unter anderem für die Optimierung von Befüllung- oder Dosieranlagen eingesetzt werden können. Speziell in diesem Bereich werden neben Standardgeräten auch kundenspezifische Lösungen und Systeme gefertigt, die auf die jeweiligen Kundenanforderungen individuell abgestimmt sind. Für den Bereich Befüllen können etwa sehr langsame, ruckfreie Bewegungen bis zu 0,005 Meter pro Sekunde realisiert werden. Die Zylinderserie sorgt mit einer Laufleistung von über 8000 Kilometern für hohe Prozesssicherheit und Zuverlässigkeit. Die Serie ist ein komplett modulares Konzept, welches die Möglichkeit bietet, pneumatische oder elektrische Antriebe mit Führungen und Steuerungsmodulen für jegliche Art von Anwendungen zu kombinieren. Die Antriebe, bestehend aus einem Strangpress-Aluminiumprofil mit doppelten Schwalbenschwanznuten auf drei Seiten, sind die Kernstücke des Systems, an die alle modularen Optionen direkt angebracht werden können.

Aventics, nach eigenen Angaben Technologieführer bei der Integration von Elektronik in Pneumatikkomponenten, bietet für die spezifischen Anforderungen der Nahrungsmittelindustrie das Ventilsystem Clean Line CL03 an. Das Ventilsystem stellt eine komplette Produktfamilie mit allen verfügbaren Einzelventilen und Ventilscheiben dar und bietet eine hohe Modularität durch zwei Ventilgrößen mit einem Nenndurchfluss von bis zu 1100 Litern pro Minute.

Zusammen mit der Handhabung von bis zu 32 unterschiedlichen Drücken beim Einsatz von 16 Ventilen auf einer Grundplatte ermöglicht dies die individuelle Abstimmung jeder einzelnen Ventillösung auf den tatsächlichen Bedarf. Neu ist hierbei, dass die anwendungsspezifische Auslegung des CL03 nun auch durch die Erweiterung um drei Industrial-Ethernet-Protokolle gestützt wird. Die neuen Anschlussmöglichkeiten von Profinet, EtherNet/IP und Ethercat steigern Leistung und Datenmengen bei der Kommunikation und verbessern die Echtzeiteigenschaften.

Das Ventilsystem ist in Schutzklasse IP69K ausgeführt. Es erleichtert mit seiner fugen- und spaltenfreien Abdeckung aus robustem Hochleistungskunststoff die Reinigung und Sterilisierung. Darüber hinaus bietet das CL03 hohe Chemikalien- und Korrosionsbeständigkeit und beugt somit der Gefahr mikrobieller Verunreinigung sicher vor. Diese Merkmale erlauben den Einsatz des Ventilsystems nahe an den Aktuatoren, was wiederum für kurze Schlauchlängen sorgt, mit denen sich Totvolumen und Druckluftverbrauch verringern.

Mehr Protokolle für die Flexibilität

Bus-Modul CX von Camozzi, Bild: Camozzi
Die Elektronik des CX-Moduls kann direkt mit allen Serien der Camozzi-Ventilinseln kommunizieren. Bild: Camozzi

Auch bei Camozzi sieht man in der Flexibilität, unterschiedliche Packungsgrößen mit reduzierten Stillstands- und Rüstzeiten bei Formwechseln zu verarbeiten, eine zentrale Herausforderung. Um diesen Trends in der Produktion von Komponenten gerecht zu werden, gibt es bei dem Unternehmen unterschiedliche Ansätze, bei denen die Ansteuerung und die Antriebe verstärkt als System angeboten werden und es durch den Einsatz von vielen verschiedenene Bus-Protokollen einfacher wird, mehr Plug-in-Produkte mit einfach zu programmierenden Konfigurationen einzusetzen.

Dies ist der Fall beim Bus-Modul CX von Camozzi, welches alle traditionellen Protokolle wie Profibus, Canopen und Devicenet sowie die Protokolle neuerer Generation wie Ethercat, Ethernet/IP oder Profinet verarbeiten kann. Die Elektronik des CX-Moduls kann direkt mit allen Serien der Camozzi-Ventilinseln kommunizieren. Zum weiteren Ausbau des Programms der Antriebe hin zu elektrischen Antrieben hat das Unternehmen den Bereich C-Electrics geschaffen. Dort stehen Elektro-Zylinder und Achsen mit Elektromotoren und entsprechenden Zubehörteilen zur Verfügung, die auch bei hoher Flexibilität zu komplexen Systemen konfiguriert werden können.

Bezogen auf Prozesse zur Prüfung, Kontrolle und Kalibrierung in elektropneumatischen Systemen bietet die Proportionaltechnik ein breites Spektrum an Einsatzmöglichkeiten. Die Serie LR des Camozzi-Programms ist eine Proportionalventil-Baureihe, bei der ein Drehschieber von einem Elektromotor mit plus/minus 30 Grad in unter fünf Millisekunden verstellt wird – der integrierte Drucksensor regelt den gewünschten Wert sehr genau. Dieses patentierte System garantiert maximalen Druck und Geschwindigkeit bei gleichzeitiger Reduktion von Taktzeiten und Luftverbrauch. Ein Miniatur-Elektromotor verstellt den Drehschieber, wobei der Drehwinkel des Schiebers von einer integrierten Elektronik mit höchster Präzision und vernachlässigbarer Hysterese kontrolliert wird. Es handelt sich um Plug-and-Play-Komponenten mit Integration des Drehschieber-Antriebes, der Regelung und der notwendigen Sensorik.