Handlingsysteme

2.000 Deckel pro Stunde

Für einen Endkunden lieferte Zellwag Pharmatech eine Rundtaktmaschine, die Behälter gleichzeitig füllt und verschließt. Zum Vor- und Nachverschrauben kommen elektrische Handlingsysteme von Afag zum Einsatz. Damit kann der Anwender bis zu 2.000 Behälter in der Stunde handhaben.

Multiformatmaschine Z-110 P füllt und verschließt bis zu 2.000 Behälter pro Stunde. © Afag

Ein Endkunde suchte für seine Produktionsline eine Komplettlösung, die Behälter befüllt und auch gleich verschließt. Bei Zellwag Pharmatech in Frauenfeld/Schweiz wurde das Unternehmen schließlich fündig: Die Multiformatmaschine Z-110 P zum Füllen und Verschließen von Fläschchen, Flaschen und Tiegeln mit variablen Verschlusssystemen erfüllte die gestellten Anforderungen.

„Erforderlich waren zudem eine reinraumtaugliche Verschraublösung für ein schnelles Pick-and-Place-Handling“, erläutert Thomas Nüesch, Teamleiter Engineering bei Zellwag Pharmtech. Dazu verlässt sich der Maschinenbauer auf die elektrischen Handlingsysteme EPS maxi ZC und die EPS mini ZC von Afag. Mit den am Standort Hardt im Schwarzwald entwickelten und produzierten Handlingsystemen lassen sich Objekte schnell und präzise bewegen und montieren. Sie eignen sich damit für Anwendungen in der Montageautomation, in der Verpackungsbranche, der Elektro-, und Automobilindustrie – und in der Pharma-, Healthcare- und Kosmetikindustrie.

Die Frauenfelder konnten in der Vergangenheit schon sehr gute Erfahrungen mit den Systemen aus Hardt sammeln. Damit fiel die Entscheidung für Handlingsysteme, aufgebaut aus dem Afag-Produktportfolio an Handhabungskomponenten nicht schwer. „Da wir schon mehr als ein Jahrzehnt mit den bewährten Produkten arbeiten, entschieden wir uns für eine EPS maxi ZC an der Vorverschraub- oder Prellstation und eine EPS mini ZC zum Nachverschrauben der Deckel“, führt Nüesch weiter aus.

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An der Prellstation deckeln und verschrauben ein EPS maxi ZC (links) und ein EPS mini ZC die frisch befüllten Gebinde. © Afag

Zwei kraftvolle Spezialisten
Die Rundtaktmaschine Z-110 P befüllt und verschließt zwischen 1.500 und 2.000 Behälter pro Stunde. Damit eine solche Performance möglich wird, hat Zellwag Pharmtech den Verschraubprozess in zwei Teilschritte unterteilt. Kevin Schwenk, Konstrukteur bei Afag, der das Projekt von Seiten der Handlingexperten betreute, erklärt das so: „Wenn zum kompletten Verschrauben eines Behälters an einer Station beispielsweise eine Sekunde erforderlich ist, dauert es eine Sekunde, bis der nächste Behälter bearbeitet werden kann. Wird aber die Schraubarbeit aufgeteilt und der Behälter an zwei Stationen je eine halbe Sekunde lang bearbeitet, kommt jede halbe Sekunde ein weiterer Behälter zum nächsten Bearbeitungsschritt. So lassen sich in der gleichen Zeit mehr Behälter bewältigen.“

Erreichen die frisch befüllten Behälter die Vorverschraub- oder Prellstation, klemmt die Anlage sie fest und das EPS maxi ZC beginnt seinen Zyklus. Die Z-Achse des Handlingsystems besteht aus einer elektrischen Portalachse PDL40 mit Linearmotor, die durch ihre kompakte Bauform und ihre hohe Leistung für schnelle und genaue Anwendungen geeignet ist. Eine maximale Geschwindigkeit von drei Metern pro Sekunde bei einer Wiederholgenauigkeit von plus/minus 0,05 Millimetern steht bei dieser Handlingkomponente im Datenblatt.

Aus Performancegründen hat Zellwag den Verschlussprozess in zwei Teilschritte aufgeteilt. Das EPS maxi ZC verschließt die Behälter an der Vorverschraubstation mit je einem Deckel. Diesen dreht die EPS mini ZC an der Nachverschraubstation auf Drehmoment fest. © Afag

Um den Deckel aufzusetzen, kommt auf der C-Achse die elektrische Rotationsachse SE30 mit einem Greifer zum Einsatz. Die leichte Rotationseinheit besitzt dank spielfreiem Getriebe eine Wiederholgenauigkeit von plus/minus 0,0017 Grad und positioniert die Verschlüsse präzise. Das System greift einen Deckel, fährt herunter, setzt ihn auf den wartenden Behälter und schraubt ihn fest. Anschließend fährt das Handlingsystem zurück in seine Ausgangsposition, um einen neuen Deckel zu greifen, während bereits der nächste Behälter bereitgestellt wird.

Das vorverschraubte Gebinde fährt derweil weiter zur Nachverschraubstation, wo das EPS mini ZC den Deckel auf Drehmoment verschraubt. Dazu wird der Behälter erneut festgeklemmt. Die Verschraubachse fährt mit Hilfe des elektrischen Afag-Schlittens ES20 aus ihrer Ausgangsposition. Als C-Achse dieses etwas kleineren Handlingsystems dient eine Rotationsachse SE30, die den zuvor aufgesetzten Deckel mittels Greifer festdreht. Dazu steht der Rotationsachse eine maximale Drehzahl von 280 Umdrehungen pro Minute zur Verfügung. Der fest verschlossene Behälter wandert anschließend dem nächsten Produktionsschritt entgegen.

Beide Handlingsysteme sind aus den Komponenten des Afag-Baukastens aufgebaut und werden nach Kundenwunsch ausgelegt. „Einzig ein im System verbauter Adapter ist tatsächlich eine Sonderanfertigung, weil hier ein Spezialaufbau benötig wurde“, erklärt Schwenk. Nur acht Wochen vergingen zwischen Zellwag Pharmtechs erster Anfrage und der Lieferung der beiden Handlingsysteme. In Anbetracht der guten Auftragslage in der Branche und der Art der Handlingsysteme ist das durchaus bemerkenswert. as

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