Verpackungslösungen

Verpackungslösungen: Verpacken mit Herz

Anlagensteuerung und Roboter sind zentrale Komponenten am Ende der Herstellung
Die Verpackungstechnik – etwa Schlauchbeutelmaschinen – ist auf leistungsfähige Automatisierungskomponenten angewiesen. Gerade am Ende der Produktionskette sind ungeplante Stillstandszeiten für Anlagenbetreiber nicht tolerierbar. (Fotos: Yaskawa)
Der Bereich Verpackung ist von zentraler Bedeutung in der Produktionskette: In den Maschinen laufen letztendlich die Fäden der Herstellung zusammen. Deswegen hat Zuverlässigkeit hier absolute Priorität.

Die Verpackungstechnik ist auf leistungsfähige Automatisierungskomponenten angewiesen. Gerade am Ende der Produktionskette sind ungeplante Stillstandszeiten für Anlagenbetreiber nicht tolerierbar. Dies gilt für Schlauchbeutel- und Blisterverpackungsmaschinen ebenso wie für Kartonierer oder beliebige Form-, Füll- und Verschließmaschinen. Das reibungslose Zusammenspiel der einzelnen Komponenten – von der Steuerung bis hin zur Robotik – ist für den präzisen Ablauf solcher automatisierten Prozesse obligatorisch. Für den Maschinenbauer wird es einfacher, effektiver und kostensparender, wenn er hier mit nur einem Hersteller zusammenarbeiten und dessen Know-how nutzen kann.

Als Automatisierungspartner in der modernen Verpackungstechnik bietet Yaskawa leistungsfähige IEC-Motion-Control-Steuerungen und Servosysteme sowie eine Vielzahl an auf Verpackungsanlagen abgestimmter Roboterlösungen an. Sie ermöglichen eine komfortable Maschinenrealisierung. Zusammen mit der Packaging Gruppe der OMAC (Organization for Machine Automation and Control) arbeiten Automatisierungsexperten von Yaskawa außerdem an der Entwicklung von Standards, der Definition von Steuerungsarchitektur- Plattformen und den Konnektivitäts- Anforderungen von Automatisierungssystemen für die Verpackungsindustrie (Pack-Connect) und entwickeln Namenskonventionen sowie Richtlinien für die Kommunikation zwischen den unterschiedlichen Produktionsmaschinen innerhalb der Verpackungsindustrie (Pack-ML). Die Einbindung von Maschinen unterschiedlicher Hersteller in die Gesamtanlage wird sich dadurch kontinuierlich vereinfachen und vereinheitlichen. Durch richtige Auswahl der eingesetzten Automatisierungskomponenten lassen sich bereits heute Aufwand und Kosten reduzieren.

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Das Herz einer jeden Verpackungsmaschine ist immer die Steuerung. Um den teilweise sehr individuellen Applikationsanforderungen gerecht zu werden, wurde die MP-Serie entwickelt. Diese All-in-one-Maschinensteuerungen vereinen auf einer Plattform alle für den Maschinenprozess notwendigen Funktionen wie Motion Control-, PLC-Funktionalität, Ein- und Ausgänge sowie sequenzielle Logik und Prozess-Algorithmen. Die Controller-Integration senkt die Systemkosten, erhöht die Leistung, verringert den erforderlichen Platz im Schaltschrank und vereinheitlicht die Programmierung. Die skalierte Hardware für Motion-Anwendungen (ab einer Achse) wird jetzt durch die neue MP3000iec-Serie abgerundet, die sich für komplexe Anwendungen mit bis zu 64 Achsen eignet.

Einfach zu programmieren

Die Software MotionWorks IEC2 und die Yaskawa-Toolbox erleichtert die Programmierung der Maschinensteuerungen. Bei der Software wurde Wert auf einfache Bedienbarkeit gelegt. Sie setzt dazu auf den weltweiten Standard IEC 61131-3 zur SPS-Programmierung. In der Express-Version von Motion Works werden die Programmiersprachen Kontaktplan (KOP), Funktionsbausteinsprache (FBS) und Strukturierter Text (ST) unterstützt. Bei der Pro-Version kommen noch Anweisungsliste (AWL) und Ablaufsteuerung (AS) dazu. PLCopen-Funktionsbausteine erleichtern die Programmierung zusätzlich. Bibliotheken ermöglichen zudem den Import und somit die Wiederverwendung zuvor entwickelter Softwarebausteine. Für typische, immer wiederkehrende Aufgaben bietet die Toolbox vordefinierte Softwarebausteine, etwa für die Umsetzung einer Roboter-Kinematik. Das spart dem Maschinenbauer zusätzliche Hardware, reduziert die Software-Entwicklungskosten und verkürzt die Time-to-market. Auch Industrieroboter, die sich speziell für den Einsatz innerhalb der Verpackungstechnik eignen, hat der Automatisierungsspezialist in großer Auswahl im Programm. Für das Picken beispielsweise, also das Aufnehmen einzelner Produkte, stehen zwei Typen zur Wahl: der MPK2, ein solider Fünf-Achser, der durch großen Hub von 500 Millimeter und einer Tragkraft von zwei oder vier Kilogramm überzeugt, oder den ultraschnellen MPP3, ein in Delta-Kinematik ausgeführter Pickroboter, der mit einer Maximalgeschwindigkeit von bis zu 230 Zyklen pro Minute arbeiten kann. Bei großen Produktmengen müssen für Sortieraufgaben oft mehrere Pickroboter hintereinander angeordnet werden. Um dann eine gleichmäßige Auslastung der Roboter zu gewährleisten sowie eine einwandfreie Koordination mit Kamerasystemen und der Fördertechnik wurde die Software Motopick entwickelt, die das harmonische Zusammenspiel aller Komponenten verwaltet.

Palettieren im Eiltempo

Auch für das Ende der Verpackungslinie stehen flexible Roboterlösungen bereit: Wenn die Pickroboter die Produkte formatiert oder bereits in Trays, also ihre Umverpackungen, gestellt haben, geht es weiter in die Packstation. Hier setzt ein weiterer Roboter die Produkte, falls noch nicht geschehen, in die Trays und packt die fertigen Trays in Kartons. Wichtig ist hier neben der hohen Geschwindigkeit der optimierte, nahezu rechteckige Arbeitsbereich. Der Vierachsroboter MPK 50 mit 50 Kilogramm Traglast ist genau an diese Anforderungen angepasst. Nachdem die Kartons nun befüllt sind, laufen sie durch den Verschließer in die Palettierstation, wo wiederum speziell für diese Aufgabenstellung entwickelte Roboter die Arbeit verrichten: Die MPL-Serie kommt mit hohen Traglasten von 100 bis 800 Kilogramm zurecht, ist schnell und hat einen Arbeitsbereich, der maximale Palettierhöhen sicherstellt. Damit lassen sich für die unterschiedlichen Aufgaben im Bereich der Verpackungstechnik maßgeschneiderte Lösungen finden, die obendrein ein reibungsloses Zusammenspiel der einzelnen Arbeitsschritte garantieren. bw

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