Intelligent gesteuert, schnell verpackt Automatisierungsbaukasten Movi-C

Titel

Mit seinem Automatisierungsbaukasten Movi-C vollzieht SEW-Eurodrive einen Generationswechsel bei seiner Technik. Für Anwender wie etwa aus der Verpackungsbranche ermöglicht dieser die Automatisierung kompletter Maschinen und vereinfacht das Engineering erheblich.

09. Mai 2017

In mehr als 85 Jahren hat sich SEW-Eurodrive als Hersteller zuverlässiger, energieeffizienter und langlebiger Getriebemotoren etabliert. Das Bruchsaler Unternehmen ist im Markt als Anbieter von Komponenten für die Antriebsautomatisierung bekannt und seit Jahren für seine Maxolution-Systemlösungen.

Auf Basis des kürzlich vorgestellten Automatisierungsbaukastens Movi-C fertigt SEW-Eurodrive auch komplette Lösungen für die Maschinenautomatisierung. Der Baukasten umfasst das gesamte, erforderliche Produktspektrum: ausgehend von Hardware wie Getriebemotoren, Frequenzumrichter oder Steuerungstechnik über die Software, also Module, die für die Integration der Antriebe in die Maschine sorgen, bis zur Kommunikation über offene Feldbussysteme zur Anbindung weiterer Komponenten. Movi-C ermöglicht ein bequemes Engineering und eine komfortable Inbetriebnahme und Bedienung.

Dies wird besonders deutlich am Beispiel einer Verpackungsmaschine. So beschäftigt sich etwa 3SL PacTec mit der Entwicklung und Herstellung von Kartonier- und End-of-Line-Verpackungstechnik, die anspruchvollsten Kundenanforderungen gerecht wird. Das Produktionsprogramm des Allgäuer Unternehmens umfasst den gesamten Sekundärverpackungsbereich, bis hin zu auf Robotik basierenden Endverpackungsmaschinen. Als Lieferant von Gesamtlösungen integriert es Primär-, Sekundär- und Endverpackungstechnik zu kompletten Verpackungslinien für den weltweiten Nahrungsmittel- und Gebrauchsgütermarkt. Dabei ist SEW-Eurodrive ein bevorzugter Partner für die komplette Antriebsautomatisierung.

Flexible Lösung

Eine integrierte Verpackungslösung von 3SL PacTec für Produkte aus den Bereichen Food und Non-Food ist die Verpackungsmaschine FMC 250. Dieser vollautomatische, servogesteuerte Toploadkartonierer wurde für anspruchsvolle Kunden der Konsumgüterindustrie konzipiert. Er stellt eine flexible Lösung dar, um 250 Produkte pro Minute in Faltschachteln, Umverpackungen oder Displaykartons zu verpacken, wie Schokoladensticks, Lebkuchen oder Non-Food-Produkte.

SEW-Eurodrive stattete die gesamte Maschine mit Komponenten aus dem Automatisierungsbaukasten Movi-C aus. Je nach Antriebsaufgabe – ob hochdynamische Servoachse oder Fördertechnikachse – wurden unterschiedliche Getriebemotoren verbaut: Synchronmotoren mit Drehgeber, Asynchronmotoren geberlos und mechatronische Antriebseinheiten der Marke Movigear – ebenfalls geberlos.

Sie alle werden angesteuert durch die vielseitigen Applikationsumrichter der Gerätefamilie Movidrive modular als Bestandteil von Movi-C. Insgesamt zehn Doppelachsen sind platzsparend und leicht zugänglich auf dem Dach der Verpackungsmaschine untergebracht. Die gesamte Maschine benötigt also keinen separaten Schaltschrank und lässt sich gut im Container transportieren.

SEW-Eurodrive hat in enger Zusammenarbeit mit 3SL PacTec mit dem Movi-C Controller power die komplette Automatisierung der Verpackungsmaschine durchgeführt. Dazu gehört das Abfragen und Verarbeiten der I/O-Schnittstellen, die Steuerung und Überwachung aller Synchron- und Asynchronachsen sowie die Ablaufsteuerung und Visualisierung der Gesamtmaschine, basierend auf der Packaging Machine Language (PackML) nach dem OMAG Standard Norm S88. Alle zehn Doppelachsmodule Movidrive MDD90A, also 20 Achsen, werden innerhalb einer Abtastrate von einer Millisekunde verarbeitet. Davon läuft ein Maschinenmodul mit einer elektronischen Kurvenscheibe, an der vier Achsen im Camming Mode gekoppelt sind und zusätzlich an einer Achse noch zwei Leimnocken angebaut sind, die ebenfalls innerhalb der Abtastrate gesteuert werden.

In zwei Maschinenmodulen wird die Steuerung von je einem Roboter mit drei beziehungsweise zwei Achsen realisiert. Zwei weitere Maschinenmodule werden für die Steuerung zweier Fächerketten verwendet, wobei eine bis zu 250 Takte je Minute ermöglicht.

Sichere Steuerung

Für die sicherheitsgerechte Funktionen ist die Sicherheitssteuerung UCS B von SEW-Eurodrive zuständig. Sie ist über das Maschinennetzwerk mit dem Movi-C Controller power verbunden. Diese Sicherheitssteuerung überwacht sämtliche Not-Aus-Einrichtungen wie Schutztüren und Sicherheitsklappen in der gesamten Anlage.

Beim Ansprechen der Sicherheitseinrichtung werden alle Movidrive-Doppelachsmodule in den STO-Zustand geschaltet.

Für die Produktion wird die Maschine mit vorgestanzten, flachen Kartonzuschnitten aus dem Zuschnittmagazin beladen. Diese Zuschnitte werden in der Maschine zu geleimten Displaykartons geformt. Von der vorgelagerten Primärverpackung gelangen die verpackten Einzelprodukte über ein Förderband zur Sekundärverpackung.

Komplexe Prozesse

Im Maschinenmodul »Aufrichter« wird mittels Abzieher ein Kartonzuschnitt aus dem Magazin mit Vakuumsaugern abgezogen und auf das Shuttle gelegt. Dieses transportiert den Karton unter den Leimpistolen hindurch über das Ausformwerkzeug, wo es von einer X-Z-Kinematik übernommen wird. Diese Einheit drückt den flachen Zuschnitt zuerst durch das Formwerkzeug und übergibt den zu einem Displaykarton geformten Zuschnitt an das nächste Modul, das Carton Management System (CMS).

Der Ablauf dieses Maschinenteils erfolgt über eine elektronische Kurvenscheibe für synchronisierte Achsbewegungen aus dem Softwarebaukasten Movikit Multimotion Camming. Ein richtungsabhängiges Nockenschaltwerk steuert die Leimpistolen an.

In dem Maschinenmodul CMS transportieren zwei Riemen, die mit Vakuumkassetten bestückt sind, abwechselnd einen Karton vom Übergabeplatz am Aufrichter zur Beladeposition und weiter zur Entnahmeposition.

In der Verpackungsmaschine FMC 250 übernimmt eine schnelltaktende Fächerkette pro Sekunde vier Einzelprodukte aus einem endlosen Produktstrom. SEW-Eurodrive bietet für Maschinenmodule vorgefertigte Softwarelösungen an.

In Framework eingebettet

Der Anwender braucht sich darum selbst keine Gedanken zu machen, wie er die Fächerkette programmiert. Eingebettet in das Automation Framework AFW von SEW-Eurodrive bekommt er ein Anwendungsmuster. Der Programmierer muss nur seine eigenen Parameter für die Länge der Fächerkette und die Anzahl der Produkte eingeben, dann führt das Maschinenmodul die geforderten Antriebsbewegungen aus.

Somit kann er die Fächerkette an maximal einem halben Tag leicht in Betrieb nehmen – einschließlich der Visualisierung.

In zwei weiteren Arbeitsschritten kommen zwei Deltakinematiken zum Einsatz. Die erste Kinematik übernimmt nach dem Toploaderprinzip je sechs gruppierte Produkte in dem kurzen Zeitfenster aus der ruhenden Fächerkette und setzt die Produkte in den Displaykarton.

Perfekt synchronisiert

Nach vier Zyklen ist ein Karton gefüllt und er wird unter die Entnahmekinematik weitertransportiert. Diese zweite Kinematik verschließt über eine speziell optimierte und mit der Pneumatik perfekt synchronisierte Bahnkurve den Karton und setzt ihn um 90 Grad gedreht auf das Ausschleuseband um. Die Mechanik des Pick-and-Place-Roboters Codian D2 fertigt die niederländische Firma Codian Robotics. Koordinatentransformation, Software und Teachen übernimmt SEW-Eurodrive. Hierbei kommt das Robotikpaket für Handhabungstechnik bei klassischen Pick-and-Place-Anwendungen zum Einsatz und darauf aufbauend die Software- und Maschinenmodullösung »Toploader«.

Das von SEW-Eurodrive bereitgestellte Automation Framework stellt eine ideale Softwareplattform dar, mit der Programmierer die Maschinensoftware klar und einfach strukturieren können. Auf Basis des Moduls PackML programmiert, erfüllt es den internationalen Standard zur Steuerung von Verpackungsmaschinen und ist damit weltweit akzeptiert und bekannt.

Die Vorteile dieser Lösung sind eine durchgängige Diagnose, Alarmhandling und Rezepturverwaltung. Der Programmcode der Maschine ist auch für außenstehende, neue Programmierer leicht beherrschbar.

Know-how bleibt nutzbar

Das eigentliche Know-how der Maschinenbauer bleibt über Jahrzehnte nutzbar und die Aufwände für Softwarepflege sind minimal. Große Hersteller aus dem Lebensmittelbereich schätzen sehr, dass sie auf diese Weise alle Maschinen in einer Produktionshalle in gleicher Weise bedienen können. Die PackML-Struktur ist für jede beliebige Maschine anwendbar.

Mit dem sehr kompakten und flexiblen Automatisierungsbaukasten Movi-C von SEW-Eurodrive lassen sich alle Antriebe ansteuern. Auch Sicherheitssteuerungen und Visualisierungen können die OEM von SEW beziehen und so von der Leistungsfähigkeit eines Lieferanten profitieren.

Einheitliches Konzept

Weil die Bruchsaler vorgefertigte Softwarebausteine anbieten, spart man viel Zeit beim Engineering ein. Doch auch die Endkunden ziehen großen Nutzen aus dem Automatisierungsbaukasten Movi-C: Neben den klassischen Vorteilen – SEW ist in 49 Ländern auf allen Kontinenten mit Beratung, Support und Service vor Ort – erhalten sie ein einheitliches Bedienkonzept, das internationalen Ansprüchen gerecht wird. mk z

Das Multiachs-Umrichtersystem Movidrive modular ist Bestandteil des komplett neuen Automatisierungsbaukastens Movi-C von SEW-Eurodrive. Er umfasst den kompletten Bereich der Antriebselektronik, von der Steuerungstechnik, über Software und Umrichtertechnik sowie dezentrale Technik bis hin zur Motortechnik.

Movi-C schafft durch zahlreiche Mehrwerte deutliche Vorteile für die Anwender: Die neue, intuitive Engineering-Software Movisuite vereint intuitive Inbetriebnahme, Konfiguration und Diagnose – egal ob Standard- oder funktional sichere Komponenten, ob einzelne Umrichter oder ganze Maschinen und Anlagen.

Ergänzend zur klassischen Programmierung reduziert eine Vielzahl von SEW-Software-Applikationsmodulen deutlich die Komplexität. Dadurch lassen sich anspruchsvolle Bewegungskinematiken durch einfache Parametrierung realisieren.

Ein weiterer Vorteil von Movi-C ist die Durchgängigkeit: Vertikal von der Steuerung bis zum Getriebemotor sowie horizontal durch alle Elektronikprodukte steht der gesamte Automatisierungsbaukasten mit nur einer einzigen Engineering Software zur Verfügung.

Durchgängigkeit bedeutet bei Movi-C auch die optimale Regelung und Steuerung unterschiedlicher Motortypen wie Asynchronmotoren, Synchronmotoren, Servomotoren und LSPM mit nur einem Umrichter.

Bei Einsatz des Movi-C-Controllers kann das Multiachssystem bis zu 32 interpolierte Achsen regeln. Weitere Vorteile in der Installation wie Einkabeltechnologie und Doppelachsmodule sowie integrierte Sicherheitstechnik standardmäßig in allen Achsen schaffen die Voraussetzungen für einen wirtschaftlichen Einsatz.

Weitere Features: 24-Volt-Standby-Modus, Rückspeisemodule, Energiespeicher, DC-Verschienung, Energiemanager sowie die Anzeige aktueller Energieleistungsdaten runden Movi-C ab. Dank des höheren Integrationsgrads und der verbesserten Kommunikationsmöglichkeiten können nun extrem einfach neue Anwendungen erschlossen werden.

Erschienen in Ausgabe: 04/2017