Beckhoffs Multiachs-Servo steigert den Maschinendurchsatz

So schnell laufen die Glasfläschchen auf dem Transportband am Auge vorbei, dass der Betrachter keinem einzelnen davon folgen kann. Pro Minute führt die von SVM Automatik entwickelte Maschine 660 kleine medizinische Glasspritzen in das Inspektionssystem ein und entnimmt sie wieder: Die sterilen Glasbehälter werden dazu auf ein Tablett des Transportbandes gesetzt. Roboter greifen sich blitzschnell zehn Röhrchen auf einmal und heben diese dann zum Überprüfen der Glasqualität sicher in das Prüfsystem. Ist die Kontrolle beendet, werden die unbeanstandeten Behälter zum nächsten Prozessschritt transportiert.

Die äußerst kurzen Durchlaufzeiten gelten als Kernfunktion von Nestor, der von SVM Automatik gemeinsam mit der Muttergesellschaft Stevanato Group entwickelten Maschine. Zum Handhaben der filigranen Glasbehälter führen die Roboter elf Pick-and-Place-Zyklen in der Sekunde aus. Dadurch reduzierte sich die Scanzeit für jedes einzelne Teil von 4 ms auf 20 μs und damit auf ein Zwanzigstel der bisher erforderlichen Zeitspanne.

Ermöglicht hat diese hohe Verarbeitungsleistung die Servoantriebstechnik von Beckhoff – genauer: das modulare Multiachs-Servosystem AX8000 und die Servomotoren AM8000 im Zusammenspiel mit dem leistungsstarken Schaltschrank-PC C6920 und der Kinematik-Software von Twincat 3.

Standardisierte Maschinenplattform vereinfacht maßgeschneiderte Lösungen

SVM Automatik gilt mit derzeit etwa 120 Mitarbeitern und rund 215 Mio. DKK Umsatz in 2018 als einer der größten dänischen Maschinenbauer. Seit der Gründung im Jahr 1974 hat sich das Unternehmen auf die Entwicklung vollautomatischer Produktionsmaschinen spezialisiert.

Nachdem 2016 die Stevanato Group 65 % der Unternehmensanteile übernommen hatte, wurde die Unternehmensstrategie neu ausgerichtet. War SVM Automatik zuvor auf die Entwicklung völlig unterschiedlicher Maschinen für einige wenige große dänische Hersteller fokussiert, liefert das Unternehmen nun immer noch für zahlreiche weitere Hersteller individuell zugeschnittene Lösungen, jedoch auf Basis von standardisierten Modulen. „Teil der Stevanato-Group zu werden, hat uns die Tür zur Welt der Pharmazieunternehmen geöffnet,“ hebt Jens Schou Christensen, Head of Product Management von SVM Automatik hervor.

Die zunehmende Zahl ähnlicher Systemimplementierungen in der Pharmaindustrie hat SVM dann in die Lage versetzt, eine standardisierte Maschinenplattform zu entwickeln, die für eine Vielfalt von Handhabungs- und Montageaufgaben eingesetzt werden kann. Die Kunden profitieren davon, weil sie für ihre Lösungen eine einheitliche Benutzeroberfläche erhalten.

Nestor ist ein flexibles Transportsystem für die Zu- und Abfuhr von leeren oder gefüllten Glasbehältern in ein Inspektionssystem. Flexibel heißt: Die Transportgreifer können Werkstücke zur optischen Kontrolle in kompakte, steril arbeitende Maschinen einsetzen und anschließend zu den nächsten Prozessstationen weiterleiten – zum Beispiel Befüllen, Stichprobenentnahme, Qualitätskontrolle, Verpackung und Etikettierung. Entscheidender Faktor dabei ist die Schnelligkeit des Teiletransports. So bleibt ausreichend Zeit für eine gleichbleibende Prüfdauer.

Kompakte und einfach handhabbare Servosteuerung

Je ein Hochleistungs-Multiachs-Servosystem AX8000 sorgt für die präzisen und hochdynamischen Bewegungen der Delta-Roboter. Beckhoff

Das Handling-System belegt eine Aufstellfläche von lediglich 2 m x 1 m. In dessen Innern bewegen sich zwei Delta-Roboter, angetrieben über Multiachs-Servosysteme AX8000 und Servomotoren AM8000. Das reibungslose Zusammenspiel der einzelnen Komponenten – dem Industrie-PC C6920, der schnellen Servoantriebstechnik und der Software Twincat – gaben beim Maschinenbauer letztendlich den Ausschlag für die Beckhoff-Lösung. Anders Silkær Mikkelsen, Software-Designer von SVM Automatik, bilanziert: „Die PC-basierte Servosteuerung ermöglicht sehr kurze Zykluszeiten der Maschine.“ Die Steuerung berechnet selbsttätig, in welche Richtung die Greifer agieren müssen, die sich nun schneller und präziser als bislang bewegen. Und die Maschine ist nun so flexibel, dass die Betreiber schnell beispielsweise von 1-ml-Glasbehälter auf 10-ml-Glasbehälter umrüsten können.

Außerdem lassen sich die eigentlichen Achsmodule einfach per Plug-and-Play wie Bausteine zusammensetzen. „Das optimiert den Platzbedarf sowie die Kosten“, so Mikkelsen. Zu dem geringen Footprint trägt weiterhin die Verkabelung mittels One Cable Technology (OCT) bei. „Wir können die Steuerung auch in die eigentliche Maschine integrieren. Dadurch wird es noch einfacher, das Maschinendesign anzupassen“, stellt Mikkelsen fest. Jens Schou Christensen ergänzt: „Besonders wichtig war für uns, dass die Scanzeiten von bislang 4 bis 5 ms auf 20 μs reduziert werden konnten.“ Damit zählt die Maschine zu den schnellsten weltweit, von denen Christensen pro Jahr zehn Stück verkaufen will.

SVM Automatik setzt auf Twincat 3 als Engineering- und Steuerungsplattform. Durch die Integration in Microsoft Visual Studio lassen sich die Automatisierungsobjekte einfacher programmieren. Die Dänen entwickelten die Kinematik-Software für die vier Servomotoren AM8000 eines Delta-Pickers gemeinsam mit Beckhoff. „Wir haben mit Beckhoff in Deutschland und in Dänemark im engen Dialog gestanden und dabei festgestellt, dass der Weg von der Idee zur Umsetzung kurz ist“, betont Mikkelsen.

SPS 2019: Halle 7, Stand 406

Video: Nestor in Aktion

(sk)