Intelligente verhuizers: verpakkingen met bediening met meerdere riemen

Samen met Siemens ontwikkelde Meypack een Intelligent Belt multi-belt besturingsoplossing voor een snel systeem voor continue productoverdracht en -positionering.

Waarom zijn verpakkingsklanten dol op Intelligent Belt?

Als een klant zo tevreden is over de prestaties van een nieuwe machine dat hij onmiddellijk een vervolgbestelling plaatst voor nog eens drie machines, dan moet de machinefabrikant iets goed hebben gedaan. Wat is in dit geval goed gedaan: een innovatieve oplossing voor snelle continue productoverdracht en positionering in een zakverpakker, ontwikkeld door Meypack en Siemens. De oplossing maakt gebruik van de toepassingen Intelligent Infeed en Intelligent Belt (iBelt) van Siemens. Beide toepassingen maken deel uit van de Siemens Packaging Toolbox, een uitgebreide verzameling vooraf geteste softwarebibliotheken en functieblokken voor TIA Portal die speciaal zijn ontworpen voor de automatisering van verpakkingsmachines met SIMATIC-controllers. Deze gereedschapskist helpt de engineering- en inbedrijfstellingstijden aanzienlijk te verkorten door het gebruik van standaardfuncties.

Belangrijkste voordelen

6x Zachter voor producten en machines

iBelt maakt een continue werking van de machine mogelijk, waardoor de acceleratiebelasting op de producten en de machine wordt teruggebracht tot een zesde van het vorige niveau. Dit vermindert de slijtage van de producten en de machine.

50% Minder onderhoud

Een systeem dat continu in beweging is, vermindert de slijtage van mechanische onderdelen zoals lagers aanzienlijk. Dit stelde de operator in staat om een wijziging van een component over te slaan die normaal gesproken na een jaar in gebruik zou zijn geweest.

60% Meer output

Afhankelijk van het product kan iBelt tot 400 producten per minuut verwerken zonder grote wijzigingen in de toepassing, waardoor Meypack meer ontwerpvrijheid heeft en tegelijkertijd de technische kosten worden verlaagd.

Van idee tot werkend prototype

Voor de meypack-zakverpakker heeft Siemens de Intelligent Belt-toepassing verbeterd met de functie voor continue productoverdracht en -verwerking. Het initiatief dat deze ontwikkeling mogelijk maakte, begon al eerder, zegt Bastian Schulz, elektrotechnisch ingenieur en automatiseringsexpert bij Meypack: „We werkten samen met de applicatieondersteuning van Siemens om onze machinefuncties te implementeren met de SINAMICS S210-aandrijvingen. Tijdens de bijeenkomsten voor dit project had ik het idee dat we de overdracht van het product naar de schouderriem konden aanpassen, zodat we het starten en stoppen van de productstroom konden elimineren. Siemens nam onmiddellijk actie en enkele maanden later presenteerden ze ons een programma dat klaar was voor de simulatie, gebaseerd op de Intelligent Belt-toepassing. Dit programma werkte vrijwel onmiddellijk en verliep ongelooflijk soepel. We vonden het vanaf het begin erg goed.”

Intelligent Belt op de proef stellen

Om de toepassing te testen met de „echte” machinemonteurs, bouwde Meypack een speciale testopstelling. „We hadden een peddelband met voorbeeldproducten en de iBelt-applicatie, en de operatie verliep perfect — geen stops, geen vertragingen. Dat hadden we nooit verwacht bij zulke hoge overdrachtssnelheden”, legt Schulz uit. Wat opvalt aan de SIMATIC Intelligent Belt-toepassing voor de besturing van meerdere riemen is dat afzonderlijke producten van de continue invoer kunnen worden opgepakt en gegroepeerd in een lospositie. Laden en lossen worden uitgevoerd als onafhankelijke operaties. In de Meypack-machine wordt één schoepenriem geladen, terwijl een tweede in beweging is of wordt gelost. Op deze manier kan een min of meer gestage stroom van afzonderlijke producten worden gegroepeerd in bundels met meerdere producten die in trays kunnen worden verpakt of voor verzending en verzending kunnen worden verpakt.

Hoe goed het nieuwe systeem zou presteren in een toepassing van een klant zou slechts drie maanden later duidelijk worden: Meypack werd gecontracteerd om een pouchverpakker te ontwikkelen voor het verpakken van 500 g zware zakjes met een snelheid van 240 zakjes per minuut. „Deze combinatie van zware zakjes en hoge snelheid was behoorlijk uitdagend”, zegt Schulz. Bovendien was het tijdschema krap: het project moest binnen slechts zes maanden ontwikkeld en opgeleverd worden. „Om aan het strakke schema te voldoen, hebben we Siemens in het projectteam opgenomen om ons te ondersteunen bij de ontwikkeling van de besturing met meerdere riemen, en dat werkte heel goed. We ontvingen het programma dat klaar was voor de simulatie eind september en hebben kort daarna een succesvolle acceptatietest in de fabriek uitgevoerd met de klant.”

Betrouwbare prestaties, dag na dag

De inbedrijfstelling verliep ook uitstekend, met slechts een paar kleine probleempjes: „Eén ding waar we ons op moesten aanpassen was dat in de echte wereld de producten niet met absoluut gelijke tussenruimte op het overslagstation aankomen, maar we hebben dit ook samen met Siemens kunnen oplossen.” De iBelt-oplossing draait sindsdien „op rolletjes”, bevestigt Schulz. Het systeem werkt aanzienlijk soepeler, een positief aspect dat de klant ook heeft opgemerkt, en dat vrijwel geen handmatige tussenkomst vereist. „Omdat de productverwerking zo stabiel is, hoeven de technici zelden de parameters aan te passen. De machine werkt altijd zoals het hoort, wat betekent dat we bij de inbedrijfstelling niet alleen de gespecificeerde prestaties van 240 producten per minuut leveren, maar dat we deze prestaties ook op lange termijn kunnen garanderen”, voegt hij eraan toe.

Met iBelt kunnen we de producten perfect soepel verwerken, zonder pulsen, zonder stops. Dit vermindert de belasting op de mechanische onderdelen, en door de belasting te verminderen, wordt de slijtage aanzienlijk verminderd.

Bastian Schulz, Elektrotechnisch ingenieur en automatiseringsexpert, Meypack Verpackungssystemtechnik GmbH

Kleine aanpassingen voor grootschalig hergebruik

In de tussentijd zijn ook de vervolgprojecten gaande, waarbij één lijn zelfs 400, zij het lichtere, zakjes per minuut verpakt. Om deze snellere machine te automatiseren, hoefde Schulz slechts kleine aanpassingen te maken: „iBelt werkt op dezelfde manier met 400 zakjes per minuut als bij 240, zodat ik de applicatie bijna precies zo kan hergebruiken zoals ze was. Ik kan deze functionaliteit ook gebruiken in andere dynamische oplossingen voor productverwerking, bijvoorbeeld om stops in de kinematica met twee bewegingsrichtingen te voorkomen. Dit vermindert de belasting op de mechanische onderdelen.” Minder mechanische belasting betekent minder slijtage, wat al duidelijk is bij de eerste machine. Een vervanging van onderdelen die normaal gesproken na een jaar gebruik nodig zou zijn geweest, werd vermeden. „We zullen zien of we de onderhoudsintervallen nog verder kunnen verlengen”, zegt Schulz.

Bastian Schulz Meypack Verpackungssystemtechnik GmbH