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Da muss Luft raus!

Im Onlinehandel wird durch zu große Kartonagen jede Menge Luft transportiert. Um sie zu reduzieren, setzt Maschinenbauer Opitz jetzt Servoantriebstechnik aus dem Automatisierungsbaukasten Movi-C von SEW-Eurodrive ein.

Die Zahlen schwanken - allerdings auf hohem Niveau. Mehr als 50 Prozent sollen es sein, die in Versandpaketen nicht aus der eigentlichen Ware, sondern aus Luft und Füllmaterial bestehen. Die Situation ist bekannt und täglich spürbar: Spätestens wenn der Paketdienst mit der bestellten Lieferung vor der Tür steht, kommt nach der Freude über die Lieferung der nervige Akt, die Bestandteile der Verpackung und Füllmaterialen fachgerecht zu entsorgen.

Revolution des Standardkartons

Titelstory 09/18 - Da muss Luft raus!
Individuelles Grundformat, variabel in der Höhe
Quelle: SEW
Man wolle mit dem Volumen-Reduzierer Vario 558 die Welt der standardisierten Faltkartonagen revolutionieren, heißt es bei Opitz Maschinentechnik, einem Unternehmen mit Sitz im 30 km nördlich von Göttingen gelegenen Kalefeld. Das Ziel besteht darin, die im Online-Handel häufig viel zu großen, standardisierten Versandkartons unterschiedlicher Kartonbreiten auf ein Minimum zu reduzieren. Dafür misst in der ersten Station eine Kamera oder ein Ultraschallsensor die Höhe des Produktes im Karton und ermittelt daraus Falzhöhen bzw. die Tiefe der Einschnitte an den vier Ecken des Kartons. Die Höhe des Produkts und die variable Kartongröße entscheidet dabei immer wieder neu, wie tief geschnitten wird und an welcher Position die Messer der Vario 558 in den Ecken der Standardkartons stoppen müssen. Im weiteren Verlauf werden die Kartonlaschen dank der Schnitte sowie vorbereiteter Horizontalrillen nacheinander eingefaltet, von einem Niederhalter auf der richtigen Höhe fixiert und schließlich verschlossen.

Unterschiedliche Kartonbreiten machbar

Titelstory 09/18 - Da muss Luft raus!
Messerverstellung mit den Kleinspannungsantrieben
ELVCD und Elektrozylindern CMS
Quelle: SEW
Opitz gilt als ausgewiesener Experte für Nassklebetechnik, die im Unterschied zu Kunststoff-klebebändern wichtige Versiegelungsfunktionen wahrnehmen. Diese Eigenschaft ist gerade bei hochpreisigen Produkten wichtig, weil so der un-erlaubte Griff ins Paket verhindert - oder zumindest sichtbar - wird. Die Besonderheit des Volumen-Reduzierers ist, dass Kartons unterschiedlicher Kartonbreiten verarbeitet werden können. Bei den Bewegungsabläufen in der Vario 558 setzt Opitz aufgrund der hohen Ansprüche an Präzision und Dynamik auf Servotechnik in einem Mehrachsverbund. Diese Motion-Control-Lösung wurde gemeinsam mit SEW-Eurodrive auf Basis des Automatisierungsbaukastens Movi-C entwickelt. Die Besonderheit: Mit dieser neuen Komplettlösung für Automatisierungsaufgaben ließ sich die Maschine mit einem maßgeschneiderten Mix aus zentraler und dezentraler Antriebstechnik realisieren - ohne Kompromisse bei der Integra-tion oder den Schnittstellen eingehen zu müssen.

Kleinere Schaltschränke

Titelstory 09/18 - Da muss Luft raus!
Angetreten, „um die Welt standardisierter Faltkartonagen
zu revolutionieren": Geschäftsführer Günther Opitz
Quelle: SEW
Für die stationären Aufgaben verwendete SEW-Eurodrive die neuen Movi-C-Doppelachsmodule. Sie treiben das Schneidportal sowie den Materialfluss innerhalb der Maschine an. Der Einsatz von Doppelachsmodulen, die als Mehrachssystem für optimale Energieeffizienz über den DC-Zwischenkreis miteinander verbunden sind, macht die Installation deutlich schlanker und reduziert zusätzlich die erforderliche Schaltschrankfläche. "Der Schaltschrank ist spürbar kleiner
geworden. Platz ist ein Dauerthema bei unseren Kunden; er ist eigentlich immer knapp", erläutert Inhaber Günther Opitz. Ein weiteres Thema ist die Energieeffizienz. Deshalb sind die einzelnen Abläufe zeitlich aufeinander abgestimmt. Beispielsweise fahren die Hubwerke nie gleichzeitig hoch, um die Stromaufnahme zu begrenzen. Der zeitliche Versatz führt vielmehr dazu, dass die beim Absenken erzeugte Bremsenergie an der einen Stelle für das Anheben an einer anderen Arbeitsstation Verwendung findet. Folglich spart dieser Verbund Energie und kappt teure Lastspitzen. Für den Schneidprozess selbst kamen dezentrale Kleinspannungsantriebe CMP ELVCD (Extra Low Voltage Compact Drive) zum Einsatz. Ihre Aufgabe: Die lineare Einstellung der Messerpositionen in Verbindung mit servomotorisch angetriebenen Elektrozylindern. Diese Lösung zählt zu den wesentlichen Ergebnissen der Zusammenarbeit von Opitz und SEW-Eurodrive bereits in der frühen Phase des Engineerings und der Auslegung der Antriebe. Die Programmierung der Bewegungsfunktionen innerhalb von Movi-C gestaltete sich nach Erfahrung des Programmierers Helge Sünnemann überaus komfortabel. "SEW macht das Leben  leicht - gerade mit den vorgefertigten Bausteinen, die ich nur noch beschalten muss. Das spart Zeit."

Weniger Kabel dank dezentraler Technik

Die dezentrale Servotechnik sorgt im Volumen-Reduzierer für mehrere Vorteile. Zunächst sinkt der komplette Verkabelungsaufwand spürbar, weil keine Leitungen zwischen Schaltschrank-umrichter und Motor notwendig sind. In diesem Fall wären Schleppketten unvermeidbar gewesen. Diese jedoch sind verschleißbehaftet, erhöhen den Reibwiderstand und die Massenträgheit so-wie den benötigten Einbauplatz in der Maschinenkonstruktion. Die auf den Portalen mitfahrenden Kleinspannungs-Servoantriebe ELVCD wiegen hingegen wenig, haben ausreichend Leistung und werden über einen durchgeschleiften Energie- und Kommunikationsbus bestens versorgt. Mit dieser Architektur erschließen sich für Opitz Maschinentechnik Möglichkeiten, Verpackungslösungen modular zu konzipieren. Der Einsatz dezentraler Servoantriebe macht hier den Weg frei, weitere Antriebe in den Verbund zu bringen, ohne dabei die generelle Installation in Frage zu stellen. "Wir haben Luft für den Einbau weiterer Achsen", fasst der technische Leiter Florian Ahlert zusammen.

Fazit

Der Blick in den Volumen-Reduzierer von Opitz Maschinentechnik zeigt die Vorteile, die sich mit einem System aus zentraler und dezentraler Antriebstechnik erzielen lassen. Der Automatisierungsbaukasten Movi-C von SEW-Eurodrive bereitet auch den Weg für künftige Anwendungen durch moderne Kommunikationsschnittstellen sowie Modularität und Offenheit für Erweiterungen der Maschinen in Richtung Komplettanlage.
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