Wie in Watte gepackt

Die Polstermaschine kann drei Kartons mit einer Größe von 60 mal 40 mal 40 cm pro Minute bestücken.Storopack

Um nicht nur dem Versandhandel eine schnelle, platz- und zeitsparende Möglichkeit zu bieten und kleinere Waren flexibel und sicher im Transportbehälter schützen zu können, entwickelte Storopack, ein Hersteller von Schutzverpackungen, ein Papierpolstersystem. Ziel war eine hohe Leistungs­fähigkeit bei kleinem Bauvolumen der Maschine. Um das zu erreichen, erarbeiteten die Entwickler mit dem Automatisierer Omron ein flexibles, leicht zu bedienendes Maschinensystem, das schnell vor Ort einsetzbar ist.

Mobil und fleißig

Papier als Verpackungsmaterial hat eine lange Tradition. Als Karton ist es für Transportverpackungen gerade bei kleineren Sendungen noch immer die beste Wahl. Auch als Füllmaterial, um die Ware im Karton zu schützen, eignet sich Papier gut. Früher verwendete man dazu geknüllte Zeitungen oder Papierstreifen. Die heutigen Anforderungen an das Material sind aber höher, und der nötige Lagerraum spielt ebenfalls eine große Rolle. Abhilfe schafft deshalb eine Lösung, die schnell große Volumina an Füllmaterial produziert, wenig Lagerraum beansprucht und sich einfach an den jeweiligen Einsatzort schieben lässt. Die Lösung scheint zunächst recht einfach: Eine Maschine knüllt das auf einer Rolle aufgespulte Papier zu einem voluminösen Polsterstrang zusammen. So sieht das Funk­tionsprinzip der Papierpolstermaschine aus. In dem Maschinensystem steckt aber komplexes Engineering: Die Papierbahn darf trotz hoher Abzugsgeschwindigkeit nicht reißen. Die Maschine muss diese also sicher führen. Das erfordert ein exakt regelbares, relativ umfangreiches Antriebssystem, das überdies nur wenig Platz beanspruchen darf.

Der Papierspender PPS GE ist inklusive Fahrgestell 1,83 m hoch, 1,1 m tief und 0,76 m breit. Die Auswurfhöhe des Polsterstrangs ist elektrisch verstellbar, sodass jede Bediener in einer für ihn ergonomisch günstigen Höhe arbeiten kann. Die Maschine kann aus Papierrollen mit einer Breite von bis zu 600 mm, je nach eingelegter Papierqualität und individueller Einstellung, einen 40 m langen Polster­strang pro Minute abgeben. Damit kann der Anwender zum Beispiel drei Kartons mit den Maßen von 60 mal 40 mal 40 cm und 6 m Polsterlänge pro Minute füllen. Bei kleineren Schachteln mit 40 mal 30 mal 30 cm sind sechs Stück je Minute möglich. Die Auswahl reicht von stabilem Kraft- bis Recyclingpapier. Unterschied­liche Papierstärken sorgen für eine dem Warengewicht angepasste Federung des Füllmaterials. Um das passende Polster für die jeweilige Verpackungslinie zu erreichen, lässt sich die Maschine über ein Touch-Panel einstellen.

Die Maschine kann aus Papierrollen mit einer Breite von bis zu 600 mm, je nach eingelegter Papierqualität und individueller Einstellung, einen 40 m langen Polsterstrang pro Minute herstellen.Storopack

Auf das Zusammenspiel kommt es an

Von der im Fahrgestell untergebrachten Vorratsrolle muss die Maschine die Papierbahn gleichmäßig abziehen. Dazu wird die Bahn über federbelastete Rollen fixiert und geführt. Neben dem Zuführen übernehmen die Rollen auch die erste Formgebung der Papierbahn. Im Gerät selbst wird die bereits leicht vorgeformte Bahn weiter zusammengelegt und gleichzeitig gestaucht. In regelmäßigen Abständen kommen Querfaltungen hinzu, um die passende Stabilität des fertigen Papier­stranges sicherzustellen. Dazu müssen alle Antriebe, Walzen und das Schneidmesser in der richtigen Geschwindigkeit aufeinander abgestimmt zusammenarbeiten. Nur so kann aus dem dünnen Papierbogen ein rückfederndes, voluminöses Verpackungspolster entstehen, das auch über längere Zeit schützt. Da bei Papier immer ein gewisser Abrieb entsteht, müssen außerdem alle bewegten Teile der Maschine gegen den zwangsläufig auftretenden Papierstaub resistent sein. Nur so lassen sich lange wartungsfreie Betriebszeiten erreichen.

Servoantriebe der G-Serie setzen die Befehle der Kompaktsteuerung in komplexe Bewegungsabläufe um.Omron

Ormon steuerte die Servotechnik, bestehend aus Antrieb, Steuerung und Touch-Panel, bei. Das Unternehmen lieferte aber nicht nur die einzelnen Technikkomponenten, sondern übernahm auch Komponentenauswahl, Antriebsauslegung und Einrichten. Diese Vorgehensweise ermöglicht eine schnellere Entwicklung und sichert das richtige Zusammenspiel aller Komponenten. Als Steuerung kam in diesem Fall der Maschinenkontroller CP1L zum Einsatz. Er kommuniziert bei Bedarf auch per Ethernet-Schnittstelle. Das ermöglicht die Kommunikation mit PCs und anderen Geräten sowie den Fern­zugriff auf das interne Netzwerk auch über Wlan oder das Internet per VPN. Vier schnelle Zählereingänge, zwei Impulsausgänge sowie eine Reihe fertiger Funktionsblöcke für unterschiedliche Positionieraufgaben erleichtern dem Anlagenbauer die Arbeit. Durch den modularen Aufbau lassen sich digitale und analoge Ein- und Ausgänge, Temperatur­eingänge oder serielle Schnittstellen nachrüsten. Außerdem kann der Anwender die SPS per ‚Strukturiertem Text‘ (ST) programmieren. Das ermöglicht es, auch komplexe Funktionen und Berechnungen zügig umzusetzen. Kompakte Servoantriebe der G-Serie setzen die Steuerbefehle der Kompaktsteuerung in komplexe Bewegungsabläufe um. Sie arbeiten energieeffizient und exakt. Im Fall der Polstermaschine bedeutet das weniger Verschnitt durch ein genaues Vorschubsystem. Durch den geringen Strom- und Materialverbrauch sparen zudem auch kleine Maschinen in ihrer Lebenszeit erhebliche Mengen an Ressourcen und damit Betriebskosten. Als Mensch-Maschinen-Schnittstelle wählte Omron ein Touch-Panel. Die sonst nur in wesentlich größeren und teureren Maschinen eingesetzte Lösung vereinfacht die Einstellungsarbeiten. Mittels leicht verständlichen Grafikelementen kann der Bediener schnell und sicher die Parameter für die Polster eingeben. Die blendfreie Oberfläche des Touch-Panels der NQ-Baureihe bleibt auch bei direktem Lichteinfall gut ablesbar.

Auch bei kleinen Maschinen wie dem Papierpolsterspender spart die Auswahl der richtigen Bestandteile und Serviceleistungen bei der Entwicklung Zeit und Kosten. Miteinander harmonierende Komponenten und die externe Programmierarbeit ermöglichen dem Anwender, sich auf seine Kernkompetenz zu konzentrieren. So kann er seine Zielvorgaben schneller erfüllen und die Time-to-Market sinkt.

(dl)