Benutzerfreundliche Faltschachtel-Klebemaschine mit Servoantrieb
In der Kürze liegt die Würze
Britih Converting Solutions. BCS-Andrew&Suter - entwickelt und produziert ein Maschinensortiment zur Bearbeitung von Pappe in Leighton Buzzard, im britischen Bezirk Bedfordshire. Die SuperNova produziert 4-Punkt-Trays sowie Faltbodenschachteln, für die der klassische Weinkarton ein Beispiel ist. Der Ausgangspunkt ist ein vorgestanzter Kartonzuschnitt, der entweder von einer Flachstanze oder einer Rotationsstanze zugeführt wird. Für eine neue Fertigungsserie kann die SuperNova schnell und einfach auf unterschiedliche Zuschnitts-Abmessungen eingerichtet werden. Mit Maschinengeschwindigkeiten von bis zu 120m/min werden die Zuschnitte zu Schachteln gefaltet. Dies geschieht mit Hilfe von zwei durch Servomotoren angetriebene Finger, die den hinteren Teil des Zuschnitts mit Überholfaltungen versehen. Eine mit fünf Klebepistolen ausgestattete Klebezone befördert die mit Leim bestückten Kartonzuschnitte zum Faltbereich, wo die Schachteln zusammengefaltet und mit einer Pressstation gestapelt werden.
Freie Wahl beim Feldbus
Im Herzen der SuperNova befindet sich das Automationssystem von Lenze, das die Struktur und Steuerung der Maschine vereinfacht hat. Das Antriebs- und Automatisierungspaket erstreckt sich vom Schaltschrank über die Bedienerterminals, Servo- und Getriebemotoren bis hin zu den Leistungs- und Feldbusleitungen. Starke Unterstützung von Applikationsingenieuren, die u. a. das Schreiben von Software beinhaltete, minimierte die Arbeitsbelastung und beschleunigte das Entwicklungsprojekt. Die Integration des Lenze Steuerungs- und Antriebspakets führte - beispielsweise durch die standardmäßig eingebauten CANbus Feldbus - zu Kosteneinsparungen. Natürlich können die Automationssyteme auch mit EtherCAT betrieben werden, die Wahl des Feldbusses ist immer an die Anforderungen der Anwendung anpassbar. Für diese Maschine war CANopen die beste Wahl bezüglich Performanz und Kosten. Die übergeordnete Steuerung für die SuperNova befindet sich in einem 5-Zoll-Touchscreen EL105 mit Soft-SPS. Auf diesem kostengünstigen Gerät läuft die Software zur Steuerung der Maschine, die auf der Basis der IEC-Norm 61131-3 programmiert wird. Die Software zur Bewegungssteuerung der mit Servoantrieben versehenen Finger gehört zum Standardumfang der Antriebsregler 8400 TopLine von Lenze.
Das Volumen des Schaltkastens verringert
Der TopLine ist eine Erweiterung der 8400-Umrichterserie, der über den Umfang der Geräteausprägungen StateLine und HighLine hinaus auch zur Steuerung von Synchron-Servomotoren geeignet ist. Er ist sowohl wirtschaftlich als auch kompakt und reduziert daher das im Schaltkasten benötigte Volumen. Die Programmierung der 8400 TopLines einfache Weise für alle Antriebe umgesetzt werden kann. Für beide Fingerantriebe wurden Geschwindigkeits-Zeit-Profile erstellt und hochgeladen. So arbeitet jeder Antrieb dezentral und tauscht am Anfang und am Ende eines Arbeitsvorgangs mit der Soft-SPS Signale aus. Ein weiterer Servoantrieb wird in der Sammelstation der SuperNova eingesetzt.. Mit einem innovativen Design hat BCS-Andrew & Suter das Problem beseitigt, dass die Schachteln nach dem Falten anfingen zu schlingern. Dies hatte zuvor erhebliche Mengen an Ausschuss verursacht. Die Funktionsweise dieses neuen Teils der Maschine ist vergleichbar mit der der durch Servos angetriebenen Finger. Beide arbeiten mit einer einzigen, auf die Maschinengeschwindigkeit syncronisierten Bewegung, und bei beiden werden 8400 TopLine-Servoantriebe und Lenzes MCS-Synchron-Servomotoren verwendet. Im Falle des Ausrichtungsantriebs ist der Synchron-Servomotor mit einem zweistufigen Planetengetriebe von Lenzes Partner Vogel ausgerüstet, das eine Untersetzung von 9:1 hat. Der Antrieb sorgt dafür, dass drei kleine Finger jede gefaltete Schachtel erfassen, während diese vorbeigeführt wird. Die Finger heben die Schachtel kurz an und richten sie rechtwinklig zum Transportweg auf. Die Sammelstation der SuperNova verfügt über ein weiteres EL-Bedienfeld zur Steuerung des Ausrichtens, des nachfolgenden, mit einem Lenze Stirnradgetriebemotor ausgeführten Staplers und eines Zählers.
Steuerung und Mechanik in einem Paket
Die meisten Verpackungsmaschinen haben einen freistehenden Schaltschrank, der wertvolle Standfläche benötigt. Der von Lenze gebaute Schaltkasten der SuperNova ist besonders kompakt und ist unter die Zuschnitt-Zuführung tief im Maschinengestell integriert. Er enthält die drei 8400 TopLine-Servoantriebe, zwei weitere 8400 Umrichterantriebe für den 11-Kilowatt-Hauptantriebsmotor und den Stapler-Getriebemotor sowie die üblichen Sicherungen, Relais und Leitungen. Die fünf Antriebe sind nebeneinander montiert und haben eine Breite von nur 630 Millimetern. Beim Feldbus fiel die Wahl auf CANopen, da sowohl die Antriebe als auch das Touchscreen EL105 standardmäßig mit diesem Bussystem ausgerüstet sind und daher keine Zusatzkosten anfielen.
Einzige britische Maschine
Das Steuerungskonzept für eine derartige bewegungsabhängige Mehrachsmaschine wird bei Lenze als "Motion Centric Automation" bezeichnet. Sowohl die Steuerelektronik als auch die Mechanik in Form von Motoren und Getrieben sind in diesem Paket enthalten. Das bedeutet für den Kunden Erleichterungen aufgrund von ungeteilter Verantwortlichkeit, geringerem Kommunikationsbedarf und der Bestellung/Lieferung kompletter Teilesätze. Durch den weltweit verfügbaren Lenze-Support kann bei der Inbetriebnahme ein Ingenieur alle Bewegungsaufgaben übernehmen, wodurch der Vorgang beschleunigt wird. Die SuperNova von BCS-Andrew & Suter ist die einzige Faltschachtel-Klebemaschine für Papptrays und -schachteln, die in Großbritannien hergestellt wird. Die Kunden des Unternehmens, die den Markt für Verpackungsmaterial beliefern, profitieren aufgrund der optimierten Standfläche von dieser Neuentwicklung. Die SuperNova ist dank des integrierten Schaltkastens und der kompakten Servoantriebe nur zwölf Meter lang und damit mindestens acht Meter kürzer als Wettbewerbsmaschinen. Malte Schlüter/bw
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