Bei dem Grab-and-Drop-System kommt es auf Genauigkeit und Geschwindigkeit an.

Bei dem Grab-and-Drop-System kommt es auf Genauigkeit und Geschwindigkeit an.Omron

Das Unternehmen Orto Verde mit Sitz in Cesano di Senigallia (Italien) suchte nach einer Lösung, mit der es gefrorene Gewürzkräuter in Boxen verpacken kann. Es ging darum, das frische Produkt zu versiegeln und zusammen mit einem Portionierer in Boxen zu verpacken. Die Linie sollte mit hoher Geschwindigkeit – 120 Boxen pro Minute – und vor allem zuverlässig arbeiten, ohne die üblichen Positionierungsprobleme, die bei dieser Art von Anwendungen oft auftreten – zum Beispiel Abweichungen bei den Toleranzen aufgrund von Unsynchronitäten und Laufzeitunterschieden in den Abläufen.

Diesen Anforderungen stellte sich der Maschinenbauer Betti – eine Firma aus Faenza mit mehr als 50 Jahren Erfahrung im Verpackungssektor. Das Unternehmen entwickelte, ausgehend von einer Standardmaschine zur Verpackung von Boxen, ein System zur Applikation eines Portionierers auf der Grundlage der Steuerungsplattform Sysmac von Omron. Herzstück des neu entworfenen Grab-and-drop-Systems ist eine Einheit, die insgesamt drei Schlüsselfunktion ausführt: Zufuhr der Portionierer (über Zubringer mit Vibrationsförderer und Ablenkvorrichtungen), Befestigen der Portionierer auf der Box mittels Heißkleber und  Einsetzen in die Box unter Druck in einem kontinuierlichen Zyklus. Die Qualität der Klebstelle sowie die Integrität und Positionierung des Portionierers prüft ein  Kamerasystem.

Roberto Scarpelli, Vertriebsmanager für Italien, erklärt: „Es hat uns insbesondere ein Aspekt Sorgen bereitet: ob wir sicherstellen können, dass der Portionierer präzise auf die Verpackung aufgesetzt wird, und zwar sowohl hinsichtlich der Positionierung, als auch hinsichtlich von Klebstoffspuren innerhalb und außerhalb der Klebefläche.“ Der Maschinenbauer richtete daher sein Hauptaugenmerk auf die Präzision der Bewegungsabläufe, und zwar insbesondere auf die Profile der elektronischen Kurvenscheibe. Ein Vorteil der Steuerungsplattform war die Möglichkeit das Risiko mechanischer Beschädigungen infolge der Interaktion zwischen den Achsen auf null zu verringern, da der Controller alle Abläufe koordiniert und synchronisiert. Als Ergebnis davon lässt sich die Boxenverpackungsmaschine mit einer Ausschussquote von zwei pro tausend betreiben.

Vom Touchscreen-Display aus kann der Bediener die Statusinformationen zu den einzelnen Platzierungen, die manuellen Bedienelemente an den Achsen sowie die verschiedenen Alarm- und Diagnosebenachrichtigungen überwachen.

Vom Touchscreen-Display aus kann der Bediener die Statusinformationen zu den einzelnen Platzierungen, die manuellen Bedienelemente an den Achsen sowie die verschiedenen Alarm- und Diagnosebenachrichtigungen überwachen. Omron

Einfach komplexe Bewegungsabläufe programmieren

Die fünf Achsen der Verpackungsmaschine steuern Omron-G5-Servosysteme mit dazugehörigen Getrieben. Diese betätigen den Bewegungs-Master der Hauptförderkette und des Kurvenscheibenprofils, steuern die zwei synchron arbeitenden Motoren für das Einsetzen des Portionierers und betätigen die Presse für den Klebeprozess. Der gesamte Vorgang wird von einem 16-Achs-NJ-Controller mit verschiedenen lokalen und externen I/O-Geräten und Frequenzumrichtern koordiniert. Die Bedienung vor Ort erfolgt über ein NS8-Touchscreen-Display. Von dort aus kann der Bediener die Statusinformationen zu den einzelnen Platzierungen, die manuellen Bedienelemente an den Achsen sowie die verschiedenen Alarm- und Diagnosebenachrichtigungen überwachen.

Durch die Integration von SPS und Bewegungssteuerung in eine einzelne Plattform ist es den Technikern gelungen, den Programmieraufwand zu verringern. Im Vergleich zu früheren Lösungen liegen die Vorteile gerade in der Einführungsphase: „Selbst ohne vorherige Erfahrungen konnten wir das System ausgesprochen einfach bei uns integrieren und einsetzen“, hebt Danilo Santandrea, Manager für Technik/Elektronik bei Betti hervor. Das schnelle Ethercat-Netzwerk rundet das Konzept ab und ermöglicht eine geringere Verkabelung. Durch die reduzierte Verkabelung an den einzelnen Achsen konnte der Maschinenbauer die Abmessungen verringern und etwa 5 % der Kosten für die Konstruktion und Entwicklung von Schaltplänen einsparen.

Ein Maschinencontroller steuert alle 16 Achsen.

Ein Maschinencontroller steuert alle 16 Achsen.Omron

Für den Anwender darf es nicht komplizierter werden

Aufbauend auf den Erfahrungen mit der Sysmac-Plattform kann sich das Unternehmen nun auch an komplexere Anwendungen heranwagen und besser und schneller auf Spezifikation zu Geschwindigkeit, Formatänderungen und Kosteneinsparungen reagieren. Entscheidend ist dabei die Möglichkeit, eine effiziente Software-Architektur einzusetzen, mit der die Ingenieure einfach Nachverfolgungssysteme programmieren und dazu die Kurvenscheibenprofile nach Bedarf anpassen können.

Matteo Betti fasst zusammen: „Der Kunde muss in der Lage sein, unabhängig zu arbeiten. Die Technologie von Omron ermöglichen uns, die verschiedenen speziellen Gegebenheiten einer Anwendung in einer Linie zu integrieren und dem Endbenutzer – das heißt insbesondere dem Bediener – eine praktische und gleichzeitig wirtschaftlich lohnende Lösung anzubieten.“

Components 2014
Halle CS, Stand 318