Intelligente Umzugsmaschinen: Verpackung mit Mehrbandsteuerung

Zusammen mit Siemens entwickelte Meypack eine Intelligent Belt Multi-Band-Steuerungslösung für ein kontinuierliches Produkttransfer- und Positionierungssystem mit hoher Geschwindigkeit.

Warum lieben Verpackungskunden Intelligent Belt?

Wenn ein Kunde mit der Leistung einer neuen Maschine so zufrieden ist, dass er sofort eine Folgebestellung für drei weitere Maschinen aufgibt, dann muss der Maschinenhersteller etwas richtig gemacht haben. Was wurde in diesem Fall richtig gemacht: eine innovative Lösung für den kontinuierlichen High-Speed-Produkttransfer und die Positionierung in einer Beutelpackmaschine, entwickelt von Meypack und Siemens. Die Lösung verwendet die Anwendungen Intelligent Infeed und Intelligent Belt (iBelt) von Siemens. Beide Anwendungen sind Teil der Siemens Packaging Toolbox, einer umfassenden Sammlung von vorab getesteten Softwarebibliotheken und Funktionsblöcken für TIA Portal, die speziell für die Automatisierung von Verpackungsmaschinen mit SIMATIC-Steuerungen entwickelt wurden. Diese Toolbox hilft, die Konstruktions- und Inbetriebnahmezeiten durch den Einsatz von Standardfunktionen erheblich zu verkürzen.

Ihre Vorteile

6x Schonender für Produkte und Maschinen

iBelt ermöglicht den kontinuierlichen Betrieb der Maschine, wodurch die Beschleunigungsbelastung der Produkte und der Maschine auf ein Sechstel des vorherigen Niveaus reduziert wird. Das reduziert den Verschleiß der Produkte und der Maschine.

50% Weniger Wartung

Ein System mit kontinuierlicher Bewegung reduziert den Verschleiß mechanischer Teile wie Lager erheblich. Dadurch konnte der Betreiber einen Komponentenwechsel überspringen, der normalerweise nach einem Jahr Betrieb fällig gewesen wäre.

60% Mehr Leistung

Je nach Produkt kann iBelt bis zu 400 Produkte pro Minute ohne größere Änderungen an der Anwendung verarbeiten, was Meypack mehr Gestaltungsfreiheit gibt und gleichzeitig die technischen Kosten senkt.

Von der Idee zum funktionierenden Prototyp

Für den Beutelverpacker Meypack hat Siemens die Intelligent Belt-Anwendung um die Funktion für kontinuierlichen Produkttransfer und -handling erweitert. Die Initiative, die diese Entwicklung ermöglichte, begann schon davor, sagt Bastian Schulz, Elektroingenieur und Automatisierungsexperte bei Meypack: „Wir haben mit dem Siemens-Anwendungssupport zusammengearbeitet, um unsere Maschinenfunktionen mit den SINAMICS S210 S210-Antrieben zu implementieren. Während der Besprechungen für dieses Projekt hatte ich die Idee, dass wir den Produkttransfer zum Paddelband modifizieren könnten, sodass wir die Starts und Stopps im Produktfluss vermeiden könnten. Siemens hat sofort darauf reagiert und nur wenige Monate später präsentierten sie uns ein simulationsbereites Programm, das auf der Intelligent Belt-Anwendung basiert. Dieses Programm funktionierte fast sofort und war unglaublich flüssig. Es hat uns von Anfang an sehr gut gefallen.“

Intelligent Belt wird auf die Probe gestellt

Um die Anwendung mit der „echten“ Maschinenmechanik zu testen, baute Meypack einen speziellen Prüfstand. „Wir haben einen Paddelgurt mit Musterprodukten und der iBelt-Anwendung verwendet, und der Betrieb verlief absolut reibungslos — keine Stopps, keine Verzögerungen. Das hätten wir bei so hohen Übertragungsgeschwindigkeiten nie erwartet „, erklärt Schulz. Das Bemerkenswerte an der SIMATIC Intelligent Belt-Anwendung für die Mehrbandsteuerung ist, dass einzelne Produkte aus der kontinuierlichen Zuführung aufgenommen und in einer Entladeposition gruppiert werden können. Laden und Entladen werden als unabhängige Operationen implementiert. In der Meypack-Maschine wird ein Paddelriemen geladen, während ein zweiter entweder in Bewegung ist oder entladen wird. Auf diese Weise kann ein mehr oder weniger stetiger Strom einzelner Produkte zu Bündeln mit mehreren Produkten gruppiert werden, die in Schalen verpackt oder für Versand und Versand verpackt werden können.

Wie gut das neue System in einer Kundenanwendung funktionieren würde, wurde nur drei Monate später klar: Meypack wurde beauftragt, eine Beutelverpackungsmaschine zum Verpacken von 500 g schweren Beuteln mit einer Geschwindigkeit von 240 Beuteln pro Minute zu entwickeln. „Diese Kombination aus schweren Beuteln und hoher Geschwindigkeit war eine ziemliche Herausforderung“, sagt Schulz. Darüber hinaus war der Zeitplan knapp: Das Projekt musste innerhalb von nur sechs Monaten entwickelt und umgesetzt werden. „Um den engen Zeitplan einzuhalten, haben wir Siemens in das Projektteam aufgenommen, um uns bei der Entwicklung der Mehrriemensteuerung zu unterstützen, und das hat wirklich gut funktioniert. Wir haben das simulationsbereite Programm Ende September erhalten und kurz darauf einen erfolgreichen Werksabnahmetest mit dem Kunden durchgeführt.“

Zuverlässige Leistung, Tag für Tag

Die Inbetriebnahme verlief ebenfalls sehr gut, mit nur ein paar kleinen Problemen: „Eine Sache, auf die wir uns einstellen mussten, war, dass die Produkte in der realen Welt nicht mit absolut gleichen Abständen an der Transferstation ankommen, aber wir konnten das auch zusammen mit Siemens lösen.“ Die iBelt-Lösung läuft seitdem „wie am Schnürchen“, bestätigt Schulz. Das System läuft deutlich reibungsloser, ein positiver Aspekt, den auch der Kunde bemerkt hat, und erfordert praktisch keinen manuellen Eingriff. „Weil die Produkthandhabung so stabil ist, müssen die Techniker selten Parameter anpassen. Die Maschine funktioniert immer so, wie sie sollte, was bedeutet, dass wir nicht nur die spezifizierte Leistung von 240 Produkten pro Minute bei der Inbetriebnahme liefern, sondern wir können diese Leistung auch langfristig garantieren „, fügt er hinzu.

Mit iBelt können wir die Produkte perfekt reibungslos handhaben, ohne Impulse, ohne Stopps. Das reduziert die Belastung der mechanischen Teile und die Reduzierung der Belastung reduziert den Verschleiß erheblich.

Bastian Schulz, Elektroingenieur und Automatisierungsexperte, Meypack Verpackungssystemtechnik GmbH

Geringfügige Anpassungen für größere Wiederverwendung

In der Zwischenzeit sind auch die Folgeprojekte im Gange, wobei eine Linie sogar 400, wenn auch leichtere, Beutel pro Minute verpackt. Um diese schnellere Maschine zu automatisieren, musste Schulz nur geringfügige Anpassungen vornehmen: „iBelt läuft bei 400 Beuteln pro Minute genauso wie bei 240, sodass ich die Anwendung fast genau so wiederverwenden kann, wie sie war. Ich kann diese Funktion auch in anderen dynamischen Produkthandhabungslösungen verwenden — zum Beispiel, um Stopps in der Kinematik mit zwei Bewegungsrichtungen zu vermeiden. Das reduziert die Belastung der mechanischen Teile.“ Weniger mechanische Beanspruchung bedeutet weniger Verschleiß, was sich bereits bei der ersten Maschine bemerkbar macht. Ein Austausch von Komponenten, der normalerweise nach einem Jahr Betrieb fällig gewesen wäre, wurde vermieden. „Wir werden sehen, ob wir die Wartungsintervalle noch weiter verlängern können“, sagt Schulz.

Bastian Schulz Meypack Verpackungssystemtechnik GmbH