Antriebs- und Steuerungstechnik

Flüssiges Obst kompakt verpackt

Multifunktionale Vierachs-Palettieranlage. Beyer Maschinenbau ist Anlagenbauer in der Getränkebranche. Für die Kelterei Sachsenobst lieferte er eine multifunktionale Palettieranlage. Sie ist ausgestattet mit Antriebs- und Steuerungstechnik von SEW-Eurodrive.

In der oberen Ebene der Anlage treffen die Kästen zuerst auf die Gruppierstation mit Reihenschieber und vorgeschalteter Drehstation. Diese leitet die Kästen in der Förderposition weiter oder dreht sie um 90 Grad. (Foto: SEW-Eurodrive)

Säfte und Obstweine, direkt aus dem Saft erntefrischer Früchte gepresst, sind besonders lecker. Zwischen Grimma und Döbeln, zwischen Oschatz und Colditz reifen im „Obstland“ unter günstigen klimatischen Bedingungen Früchte in großen Mengen. Mitten in diesem fruchtbaren Gebiet wurde 1936 unmittelbar vor den Toren der Stadt Döbeln eine Süßmost- und Obstweinkelterei errichtet. Sie ist Ursprung der heutigen Kelterei Sachsenobst. Sie gehört seit 1990 zu Obstland Dürrweitzschen und ist eine der modernsten Keltereibetriebe. Hieran hatte Beyer Maschinenbau beträchtlichen Anteil; bereits in den 1980er Jahren entwickelte Dieter Beyer, Vater des heutigen Geschäftsführers Till Beyer, zur Entlastung der Keltereimitarbeiter eine Handhabungsanlage für die heiß abgefüllten Flaschen. Mit der Modernisierung in den Jahren ab 1997 wurden alle Anlagen und Transporteinrichtungen mit Antrieben von SEW-Eurodrive ausgestattet – hier bekam die Kelterei Getriebe, Motoren, Umrichter und Steuerungen aus einer Hand.

Der 13. August 2002 ging allerdings als „Schwarzer Dienstag“ in die Geschichte der Kelterei Sachsenobst ein. Das „Jahrhunderthochwasser“ der Freiberger Mulde überschwemmte alle Gebäude, die gesamte Abfülltechnik wurde zerstört. 2013 kam das nächste Hochwasser. Danach war eine umfangreiche Erneuerung wichtiger Anlagenteile notwendig. Unter anderem wurde die Investition für eine multifunktionale Palettieranlage ausgeschrieben. Beyer Maschinenbau legte ein Angebot vor, das zeitlich und technisch allen Vorgaben entsprach. Die Anforderungen waren hoch gesteckt: Die zu errichtende Anlage sollte die gesamten Förder- und Handhabungsprozesse des zugeführten Leerguts und der Paletten übernehmen, außerdem die Handhabung der Kisten mit den Mehrwegflaschen sowie die Kartons mit den Einwegflaschen. Der Platz war begrenzt – es standen lediglich 15Meter in der Breite, zehn Meter in der Tiefe und 6,50 Meter in der Höhe zur Verfügung.

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Der Motion Controller Movi-PLC advanced steuert die Achsmodule des Moviaxis-Systems an. Er steht in ständigem Datenaustausch mit der übergeordneten SPS der Palettieranlage. (Foto: SEW-Eurodrive)

Servomotoren bewegen das Portal
Es wurde eine Palettieranlage in zwei Ebenen errichtet. Zusätzlich war in diesem knappen Raum auch ein automatischer Neuglasabschieber zu installieren. Insgesamt kann die Anlage pro Stunde 8.000 Ein-Liter-Flaschen transportieren. Die gefüllten und zurückgekühlten Flaschen werden von einem Flascheneinpacker von Beyer automatisch in Kästen gepackt. Ein Spiralförderer führt diese Kästen zur oberen Ebene der Palettieranlage. Dort treffen sie zuerst auf die Gruppierstation und den Reihenschieber, die das Lagenbild erzeugen. Über Zahnriemen treibt ein Synchronservomotor der Baureihe CMPZ von SEW den Reihenschieber an. Es handelt sich um hochdynamische Servomotoren mit kompakter Bauform. Für die Bewegung des Portals sind vier dieser Servomotoren installiert. Sie treiben die Drehachse A sowie die linearen Achsen in den X-, Y- und Z-Richtung an und sind für eine netzausfallsichere Positionierung mit Absolutwertgebern ausgerüstet.

Ist eine Lage bereitgestellt worden, nimmt ein Klemmbackengreifer sie auf und setzt sie auf einer Europalette ab. Damit stets ausreichend Paletten, Kisten und Flaschen zur Verfügung stehen, werden auf einem Zuführband permanent Paletten mit Leergut zugeführt. Der Palettierer entlädt die Leergutpaletten lagenweise und übergibt die Leergutbehälter einem Entladetisch. Von dort werden die vereinzelten Kisten automatisch zum Flaschenauspacker gefahren, dort ausgepackt und zum Entschrauber weitertransportiert, während die leeren Mehrwegkästen zum Kastenwascher gefördert werden. Die Leerpaletten finden in einem Palettenmagazin Platz.

Die Baureihe CMP bildet den Standard für Synchronservomotoren bei SEW. Für Anwendungen mit hohen Lastträgheitsmomenten gibt es die optionale Motorvariante CMPZ mit zusätzlicher Rotorträgheit. (Foto: SEW-Eurodrive)

Die Einwegflaschen sind in Kartons oder Trays verpackt, die ebenfalls palettiert werden. Dazu baute Beyer einen zweiten Greifer – einen Jalousiegreifer. Er ruht bis zu seinem Einsatz auf einer Ablage im Aktionsbereich der Maschine. Auf diesen Tisch legt die Palettieranlage den Klemmbackengreifer ab und löst automatisch die mechanische Verbindung. Anschließend trennen die Anlagenbediener den Greifer von den Strom- und Druckluftleitungen. Danach nimmt das Portal den Jalousiegreifer in zwei Schritten auf. Die mechanische Verbindung erfolgt automatisch, die Elektro- und Druckluftleitungen werden manuell verbunden.

Ausschluss der Störbereiche
Für die kollisionsfreie Arbeitsweise der Maschine waren umfangreiche Störbereiche zu definieren und aus dem jeweiligen Arbeitsbereich auszuschließen. Diese Störbereiche unterscheiden sich – je nach verwendetem Greiferkopf – deutlich voneinander. Für die Koordinierung der Antriebsachsen ist ein Motion Controller Movi-PLC advanced zuständig. Das hierauf laufende Anwenderprogramm ermöglicht es, bis zu 16 verschiedene Störbereiche zu definieren. Sie sind einzeln konfigurierbar und einzeln aktivierbar. Bei der Umsetzung des Störkantenausschlusses sind sowohl eine schnelle Kommunikation als auch eine hohe Regelgüte der eingesetzten Komponenten erforderlich. Beides bieten die Servo-Mehrachsverstärker Moviaxis in Verbindung mit den Synchronservomotoren der Baureihe CMPZ. Movi-PLC advanced steuert die Achsmodule des Moviaxis-Systems an und steht in ständigem Datenaustausch mit der übergeordneten SPS der Palettieranlage. Der Steuerschrank wurde aus den Erfahrungen der Hochwasserkatastrophen auf das Podest in der Höhe der oberen Ebene installiert.

Die Controllerfamilie von SEW unterstützt ein breites Portfolio von Antriebskomponenten. Movi-PLC advanced steuert die Jalousie des Jalousiegreiferkopfes an, den Hubbalken, den Reihenabschieber sowie den Reihensortierer der Gruppierstation. Sie bedient ebenfalls verschiedene Aktoren und Sensoren, beispielsweise die Sensoren für die Packkopfüberwachung. Kommt es zu einer Störung am Packkopf, wird sie direkt in der Movi-PLC gehandelt, damit die Antriebsachsen schnellstmöglich stillgesetzt werden können. pb

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