Wrap-Around-Anlage mit dynamischer Formatverstellung optimiert Verpackungsprozess

Beim Verpacken Zeit gewinnen

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In den meisten produzierenden Unternehmen gehört die automatisierte Produktion bereits seit vielen Jahren zum Standard. Das ist ein Ergebnis der gestiegenen Vielfalt an Produkten und Losgrößen. Auch wenn die Fertigung hochtechnisiert ist, unterbricht das Verpacken der Ware vielfach die automatische Prozesskette. Eine neue Wrap-Around-Anlage von ETT Verpackungstechnik mit dem Positioniersystem von Lenord + Bauer hilft nun, noch flexibler auf die Marktanforderungen zu reagieren.

Der Autor: Dr. Peter Velling, Produktmanager Mechatronik und Steuerungen, Lenord + Bauer

Ohne Karton oder Tray erreicht heute kein Produkt mehr den Handel. Produktwechsel mit unterschiedlichen Losgrößen gehören für viele Betriebe zur Tagesordnung. Diese Vielfalt erfordert wachsende Flexibilität im Verpackungsprozess. Das Umstellen der Formate muss schnell und reproduzierbar sein. Mit einer manuellen Verstellung sind häufige Formatwechsel ineffizient, deshalb steigt der Grad an Automation in Verpackungsmaschinen stetig. Doch die meist kompakten Maschinen lassen nur wenig Spielraum für den Einsatz von vollautomatischen Formatverstellern.
Vor dieser Herausforderung stand auch die Firma ETT Verpackungstechnik aus Moringen. Für einen Globalplayer der Kosmetikindustrie entwickelten die Ingenieure von ETT eine dynamische Verpackungsmaschine für Körperpflegeartikel. Diese verpackt Flaschen unterschiedlicher Größe und Form kostenoptimiert und ohne Zeitverlust in werbewirksame und regalfertige Einheiten.
Optimierte Abläufe in der kontinuierlich arbeitenden Wrap-Around-Anlage vermeiden jeglichen Zeitverlust: Zunächst laufen die Flaschen über eine sogenannte Gruppierschnecke. Dazu nimmt ein Roboter nach dem Pick-and-place-Prinzip die Flaschen auf und setzt diese in einem Sechsergebinde zusammen. An der nächsten Station werden sechs Flaschen in Folie verpackt. Die werbewirksame Gestaltung der Trays erfolgt im nachgeschalteten Etikettieraggregat. Zuletzt kartoniert die Verpackungslinie dann diese Gebinde im Wrap-Around-Verfahren zu den vom Einzelhandel immer mehr geforderten Shelf- Ready-Kartons. Die komplette Prozesskette verläuft dabei fließend und im Gleichlauf einzelner Baugruppen.
Flexible Formatumstellung
Um dem Wunsch nach mehr Flexibilität und Automation bei der Verpackung nachzukommen, suchte das Unternehmen aus Moringen eine Antriebslösung für die vielen Zustellachsen. Die kompakte Maschine erfordert Antriebe mit hoher Leistung auf engem Bauraum. Hier kam das Positioniersystem von Lenord + Bauer zum Zuge. Das Powerdrive-System besteht aus kompakten Stellantrieben von 1,4 bis 15 Nm und einer dezentralen Steuereinheit für bis zu fünf Antriebe. Verbunden werden die sogenannten Powerdrives mit der Powerdrive-Box über ein Hybridkabel, das neben der Energieversorgung die Buskommunikation übernimmt. 17 Stellantriebe stellen nun formatabhängig die Höhe und Breite der Kartons in der gesamten Anlage ein.
Für die kompakte Anlage entwickelte das Oberhausener Unternehmen eine Variante mit gestuftem Gehäuse. Diese nutzt die beengten Platzverhältnisse der Wrap-Around-Anlage optimal aus. Die Einstellung des Oberschiffs erfolgt über vier Antriebe mit Spindeln, die mechanisch nicht gekoppelt sind. Der Gleichlauf von Tray-Zuführung und Verpackung erfolgt über Ist-Wert-Vergleiche in der SPS-Steuerung sowie die parallele Ansteuerung der Antriebe durch die Powerdrive-Box.
Keine Kompromisse
„Da wir maßgeschneiderte Anlagen entwickeln, sind wir auf einen Partner angewiesen, der Lösungen genau nach unseren Wünschen bietet. Wir stellen sehr spezifische Anforderungen“, so Oliver Bergmann, Leiter Elektrotechnik bei ETT. „Deshalb sind die Stellantriebe von Lenord + Bauer feste Bestandteile unserer Maschinen.“
Um die Anlage möglichst kompakt zu gestalten, kam erstmals eine neue Variante der Powerdrive-Linie zum Einsatz. Der Stellantrieb GEL 6109 eignet sich aufgrund seiner geringen Einbautiefe von 51 mm besonders für beengte Einbausituationen. Als dezentrale Steuerungseinheit für die Stellantriebe sind vier Powerdrive-Boxen platzsparend im Schaltschrank montiert. Sie regeln das komplette Powermanagement der Stellantriebe und vereinfachen die Anschlusstechnik.
Einfache Integration
Über die Schnittstelle Profinet kommuniziert die Powerdrive-Box mit der Anlagensteuerung Simotion aus dem Hause Siemens. Durch die vorgefertigten Funktionsbausteine ließen sich die Stellantriebe einfach in die Gesamtsteuerung integrieren. Das Verdrahten mit dem Hybridkabel reduzierte die Einbauzeit und half somit Kosten einzusparen. „Für uns kommt nur noch die einfache Plug-and-play-Lösung zur automatischen Verstellung in Frage“, so Bergmann. „Das Powerdrive-System macht die Maschine zudem extrem wartungsfreundlich.“
Produktivität gesteigert
Im Ergebnis erzielt die neue Wrap-Around-Anlage durch die dynamische Materialzuführung eine wesentlich höhere Produktivität. Dies wurde vor allem durch den schnelleren Formatwechsel und die automatisierten Prozessschritte erreicht. Die kurze Bauform der Stellantriebe gewährleistete zudem eine platzsparende Konstruktion der Gesamtanlage. Bergmann betont: „Der Kunde spart enorme Rüstzeiten. Der Einsatz der Stellantriebe rentiert sich somit bereits ab der ersten Anwendung der Maschine.“ bec
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