Material handling

Exakt beladen

Paletten-Zentrierung mit magnetischen Positionssensoren
Je nach Ausführung eignen sich Innopal-Palettierlösungen für Beladeaufgaben in der Getränkeindustrie sowie im Food- und Nonfood-Markt. (Fotos: Sick)
Flexibilität ist entscheidendes Leistungsmerkmal von Abfüll- und Verpackungslösungen. Damit die Palettenbelader für verschiedene Kasten- und Zwischenlagen-Formate einsetzbar sind, vertraut KHS in Worms zur präzisen Zentrierung auf Pneumatikzylinder mit magnetischen Positionssensoren von Sick.

Der magnetische Positionssensor MPS wird zur analogen Positionsabfrage der Kolbenstellung in Pneumatikzylindern eingesetzt. Die Baureihe deckt Zylinderhubwege – also Messbereiche – von 32 bis 256 Millimeter ab und vereint innovative Sensortechnologie mit hohem Bedienkomfort und Präzision. Hinzu kommt, dass sich der MPS im Praxiseinsatz als sehr prozesssicher erweist, weil er kontinuierlich genaue Messwerte liefert und so zuverlässig alle Schaltpunkte erfasst, die für die verschiedenen Kasten- und Magazinformate benötigt werden.

Mit einem Jahresumsatz von fast einer Milliarde Euro, mehr als 5.500 Mitarbeitern weltweit und mehr als 6.000 installierten Komplettanlagen für die Getränkeindustrie auf allen Kontinenten gehört KHS zu den ersten Adressen für innovative und hochwertige Abfüll- und Verpackungslösungen. Als hundertprozentige Tochtergesellschaft der Klöckner-Werke, die wiederum zur Salzgitter AG gehören, betreibt KHS Produktionsstätten in den USA, Mexiko, Brasilien, Indien und China sowie mehrere Werke in Deutschland. Neben dem Unternehmenssitz in Dortmund sind dies die Standorte Bad Kreuznach, Hamburg, Kleve, Kriftel und Worms – jeweils spezialisiert auf verschiedene Kompetenzen und Produktbereiche. Worms ist zuständig für Palettiertechnik sowie Ein- und Auspacklösungen – also für wesentliche Bereiche der Trockenteil-Technik innerhalb der KHS-Gruppe. Hierzu gehören auch die Einweg- und Mehrweg-Palettiersysteme der Baureihe Innopal. Dies sind hochflexible, zweisäulige Palettenbelader entweder mit Niveauausgleich oder mit Palettenlift. Je nach Ausführung eignen sie sich zum Verarbeiten von Einweggebinden, etwa Kartons, Trays, Schrumpfgebinden, Einzelpäckchen, Säcke sowie Mehrweggebinde. Die hohe Flexibilität der Belader spiegelt sich in den variablen Gebinden und ihren Einlaufhöhen in die Maschinen wieder sowie in unterschiedlichen Ausführungen der Lagenvorbereitung. Der Kunde kann zwischen ein- und mehrbahnigen Varianten bis hin zur Robotergruppierung wählen. Bei Zwischenlagenverarbeitung kann der Palettierroboter optional mit einem Zwischenlageneinleger in Roboterausführung sowie einem Zwischenlagenmagazin mit automatischer Versorgung ausgerüstet werden.

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Sensor für exakte Palettenzentrierung

Konstruktionstechnisch erfordert die flexible Auslegung der Palettenbelader für verschiedene Gebinde- und Zwischenlagenformate automatische Zentrierprozesse, damit die Paletten bei Lagetaktzeiten von etwa sechs Sekunden optimal und ohne Überstände Ebene für Ebene beladen und Zwischenlagen passgenau eingelegt werden können. Diese Zentrierung erreicht KHS durch den Einsatz von jeweils zwei Pneumatikzylindern pro Verfahrrichtung. Zur Erfassung der Kolbenposition an den formatbezogenen Schaltpunkten wurden zunächst Reedkontakte eingesetzt – allerdings nicht die optimale Lösung: je flexibler der Palettenbelader hinsichtlich der Formate, desto mehr Schalter sind für die einzelnen Schaltpunkte am Pneumatikzylinder nötig. Im Betrieb können so in der Kolbenbewegung einzelne Schaltpunkte überfahren wurden, was zum Stopp der Maschine und einer Störmeldung wegen nicht ordnungsgemäßer Zentrierung führt. Mit dem MPS kann Sick eine Sensoralternative bieten, die deutlich integrationsfreundlicher, prozesssicherer und wirtschaftlicher ist.

Für anspruchsvolle Automatisierungsaufgaben wie in den Palettenbeladern, in denen die Erfassung einzelner Kolbenpositionen nicht mehr ausreicht, sondern ein kontinuierliches Feedback vom Pneumatikzylinder gefordert wird, bieten die magnetischen Positionssensoren MPS ideale Lösungsmöglichkeiten. Das IP67-Gehäuse ist so gestaltet, dass eine schnelle Drop-in-Montage von oben in allen gängigen T-Nuten und eine schnelle und sichere Fixierung mit zwei Schrauben möglich ist. Im Inneren des Sensorgehäuses befinden sich auf zwei Platinen unter anderem Hall-Sensoren zur berührungslosen Positionserfassung, der Controller und das Teach-in-Element. Über den Teachknopf können Null- und Endpunkt, also der tatsächlich gewünschte Messbereich, unabhängig von der Magnetfeldpolung eingelernt werden. Die dazwischenliegenden Kolbenpositionen werden mit optimaler Auflösung als Analogsignale ausgegeben.

Beim MPS kann die Einbaurichtung frei gewählt und das abgehende Kabel stets optimal verlegt werden. Eine LED am Sensor als „In-range“-Anzeige und Einstellhilfe vereinfacht die Inbetriebnahme, da sie jeweils die aktuelle Position des Kolbens anzeigt. Beim Wechsel von Produkten oder Prozessabläufen können die Schaltpunkte auf einfache Weise über die Steuerung festgelegt werden. Das mechanische Umsetzen von Positionsschaltern im Falle eines neuen Kasten- oder Zwischenlagenformates entfällt völlig. Die Kolbenabfrage erfolgt schnell und genau – bei Verfahrgeschwindigkeiten bis drei Meter pro Sekunde und einer Abtastrate von einer Millisekunde. Die Auflösung beträgt 0,05 Millimeter, der Linearitätsfehler liegt für jeden Messbereich bei nur 0,3 Millimeter, und die Wiederholgenauigkeit beträgt 0,1 Millimeter. pb

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