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Inhaltsverzeichnis
1. Kompakte universell einsetzbare digitale Positionsanzeigen
2. Hohe Geschwindigkeit und prozesssichere Bedienung
3. „Magic Fingers“ werden seltener
4. Beispieleinstellung Druckmarkensensor
5. Integration der Positionsanzeigen
6. Zur Tubenrohrschweißmaschine FlexSeamer: Vom Laminat zur Tube
7. Zum Anwender PackSys Global
Formatverstellungen müssen an vielen Maschinen regelmäßig vorgenommen werden. Ein Beispiel sind Maschinen, auf denen Verpackungen für Zahnpasta oder Kosmetikprodukte gefertigt werden, wie sie die PackSys Global AG liefert. Gerade bei Mundpflege, Kosmetik und im Pharmabereich werden Tuben in unzähligen Größen und Formaten hergestellt – große, kleine, längliche, dicke oder flache sowie Miniaturtuben.
Die gängigste Methode zur Formatverstellung ist die über mechanische Positionsanzeigen, die händisch auf einen in der Dokumentation hinterlegten Positionswert eingestellt werden. Dies birgt allerdings ein hohes Fehlerpotenzial, wenn Werte falsch abgelesen und entsprechend falsch eingestellt werden. Insbesondere bei häufigen Verstellungen für verschiedene Tubenvarianten an mehreren Positionen lohnt es sich, als Alternative digitale Positionsanzeigen für eine überwachte Formatverstellung zu integrieren. PackSys Global erprobte deswegen bei der Entwicklung einer neuen Tubenrohrschweißmaschine, der FlexSeamer, die Umstellung auf digitale Positionsanzeigen.
Bild: PackSys Global
Kompakte universell einsetzbare digitale Positionsanzeigen
Die Wahl fiel auf die digitale Positionsanzeige AP05 mit IO-Link-Schnittstelle der Siko GmbH aus Buchenbach. Sie überzeugte aus mehreren Gründen: aufgrund ihrer Kompaktheit, ihrer universellen Einsatzbarkeit – unabhängig davon, ob die Achse vertikal oder horizontal verläuft –, sowie der intuitiven Ablesbarkeit mittels zweier LED-Leuchten. An zirka zehn Positionen der Anlage kommen die Anzeigen zum Einsatz, um beispielsweise Einstellungen wie die Dicke oder Länge der Kunststofflaminate oder ein variierendes Druckbild zu überprüfen. Eine weitere Siko-Positionsanzeige, die AP10S, wird für die Positionsüberwachung bei linearen Bewegungen eingesetzt.
Bild: Siko
Für Aitor Henao, Head of Marketing & Communications bei PackSys Global, liegen die Vorteile einer solchen Lösung auf der Hand: „Formate können zügig auf einen Blick verstellt werden. Da für jede Variante die jeweiligen Maße als Rezeptur hinterlegt sind, kann jedes Produkt jederzeit mit den exakt gleichen Einstellungen reproduziert werden. Das bedeutet eine gleichbleibend hohe Qualität, da die Prozesse immer stabil und sicher laufen.“
Bild: PackSys Global
Emanuel Heusser, Gruppenleiter Automation Engineering in R&D, betont einen weiteren Aspekt, der für die Qualität relevant ist: „Die Auswirkungen einer fehlerhaften Einstellung werden oft erst dann deutlich, wenn Produkte stichprobenartig zerstörend geprüft werden – was einen großen Aufwand bedeutet. Wenn jedoch dank der digitalen Positionsindikatoren stets während des Produktionsvorgangs gewährleistet werden kann, dass immer die gleichen Einstellungen vorgenommen werden, sind nachgelagerte Qualitätsprüfungen überflüssig – ein Riesenmehrwert der überwachten Formatverstellung.
Hohe Geschwindigkeit und prozesssichere Bedienung
Was die neue Schweißmaschine auszeichnet, ist ihre hohe Geschwindigkeit mit 250 Tuben/min, lange Heiz- und Kühlstrecken, die auf moderne Laminattypen ausgelegt sind, und dank der digitalen Erfassung der meisten Einstellungen eine intuitive, schnelle und prozesssichere Bedienbarkeit.
Von Vorteil ist, dass digitale Positionsindikatoren auch den Soll-Wert einer Einstellung anzeigen – während mechanische Positionsanzeigen nur den Ist-Wert einer Position ausgeben. Die Maße für eine bestimmte Tubenvariante sind als Rezeptur in der Maschinensteuerung hinterlegt und werden via IO-Link auf die jeweiligen Anzeigen übertragen. Ein Bediener muss die Einstellung dann so vornehmen, dass Ist- und Soll-Wert übereinstimmen. Nur dann lässt sich der Produktionsvorgang fortsetzen. Zuverlässige Indikatoren sind hier die beiden LED-Leuchten, die nur bei Übereinstimmung der Werte grün leuchten. Solange an der Anlage ein rotes Lämpchen aufleuchtet, ist der Vorgang gestoppt und es muss an der jeweiligen Stelle nachjustiert werden.
„Magic Fingers“ werden seltener
Auch in Zeiten des Fachkräftemangels sind zunehmend digitalisierte Lösungen eine Unterstützung, fährt Aitor Henao fort: „Gab es vor Jahren noch den einen Facharbeiter, der seit 20 oder 30 Jahren im Unternehmen mit seiner Erfahrung und seinen ‚Magic Fingers‘ genau wusste, wo er nachjustieren musste, wenn eine Einstellung nicht mehr zu hundert Prozent funktionierte, haben wir heute einen sehr flexiblen Arbeitsmarkt, auf dem Fachkräfte rar sind.“ Eine intuitive Bedienbarkeit, die prozesssichere Einstellungen auch ohne tiefere Kenntnis der Maschine ermöglicht, erleichtert es Unternehmen hier, dem Fachkräftemangel zu begegnen.
Die Entscheidung für eine überwachte Formatverstellung ist eine Abwägung verschiedener Faktoren:
- Positionen mit häufigen Verstellungen auf verschiedenste Varianten bieten sich für einen solchen Invest in digitale Überwachung an. Ein weiteres Argument können teure Stillstandszeiten sein, wenn die Formate verstellt werden, so dass eine Beschleunigung der Rüstzeiten entscheidend sein kann.
- Für seltene Verstellungen oder solche, bei denen Fehleinstellungen sofort offensichtlich sind, nutzt PackSys Global weiterhin mechanische Positionsanzeigen von Siko, mit denen sich diese Positionswerte gut in den Griff bekommen lassen. Eine weitere Option aus dem Lösungsprogramm der Buchenbacher sind kompakte, vollautomatisierte Positionierantriebe. Diese ermöglichen die Verstellung von Formaten auf Knopfdruck und lassen sich auch in schwer zugänglichen Bereichen problemlos einsetzen.
Beispieleinstellung Druckmarkensensor
Der Mehrwert der überwachten Formatverstellung lässt sich an einer Beispieleinstellung, dem Druckmarkensensor, verdeutlichen: Um das Rohrstück zu schneiden, muss der Schnitt in der richtigen Position relativ zum Druckbild erfolgen. Dazu sind auf dem Laminat Druckmarken aufgebracht, die mit Sensoren erfasst werden. Je nach Druckbild befindet sich die Marke an einem anderen Ort auf dem Tubenumfang. Entsprechend muss der Sensor, der diese Druckmarke erfasst, immer etwas anders auf dem Umfang positioniert sein.
Dank des Positionsindikators AP10S kann die Position des Druckmarkensensors nun in Grad aufgenommen und in der Rezeptur hinterlegt werden. So muss sich der Bediener nicht in die Maschine hineinlehnen, um den Sensor günstig zur Druckmarke zu positionieren. Für jedes Druckbild sind die Soll-Werte für die Positionierung hinterlegt.
Integration der Positionsanzeigen
Für Emanuel Heusser war die universelle Einsatzbarkeit der digitalen Positionsanzeige AP05 sowohl an vertikalen als auch an horizontalen Achsen ein großer Pluspunkt: „Das Display ist im 45-Grad-Winkel angewinkelt und über die Software kann konfiguriert werden, wie es angeordnet sein soll. Dies vereinfacht uns auch die Lagerhaltung, wenn nicht unterschiedliche Produkte für vertikale und horizontale Achsen vorgehalten werden müssen. Die eigentliche Integration war problemlos, sowohl von der mechanischen Konstruktion her als auch von der elektronischen Einbindung.“ Positiv bewertet Heusser auch die Zusammenarbeit mit Siko: „Das Entgegenkommen war immer groß und Siko versucht Wünsche und Anregungen möglich zu machen. So wurde beispielsweise die AP05 extra anlässlich unseres FlexSeamer-Projekts mit IO-Link ausgestattet.“
Bild: PackSys Global
Für die Zukunft sieht Aitor Henao klar eine weiter steigende Digitalisierungs- und Automatisierungstendenz von Anlagen, insbesondere auch, was die Formatverstellung anbelangt: „Diese kleinen Details, wie etwa die LED-Anzeigen, machen den Unterschied. Sie erhöhen die Qualität unserer Maschinen und Services und helfen den Kundenunternehmen, sich auf ihre Kernbereiche zu konzentrieren.“ (co)
Mehr zur elektronischen Positionsanzeige AP05 mit integrierter Feldbus- oder IO-Link-Schnittstelle
Zur Tubenrohrschweißmaschine FlexSeamer: Vom Laminat zur Tube
Bei der FlexSeamer wird ein Flachbandmaterial, ein Kunststofflaminat, von einer großen Rolle abgewickelt. Die verarbeiteten Kunststoffe sind meist Werkstoffmischungen – je nach Produktanforderung –, die gute Barriereeigenschaften aufweisen müssen, so dass möglichst wenig Sauerstoff an das innen befindliche Produkt gelangen kann und nur wenige Aromastoffe aus der Tube diffundieren können.
Die Kunststoffbahn wird längs gefaltet, zu einem Rohr geformt und mit einer Längsschweißnaht versehen, so dass aus dem Flachmaterial ein Endlosschlauch entsteht. Ein Rotationsmesser zerschneidet den Kunststoffschlauch in einzelne Rohrstücke. Dies ist der eigentliche Tubenkörper, in den später Kosmetika, Zahnpasten oder Pharmaprodukte eingefüllt werden. Auf einer der beiden Seiten wird in einer Folgemaschine, dem Header & Capper, eine sogenannte Schulter mit dem Gewinde sowie dem Verschluss aufgesetzt. Die andere Seite verbleibt offen, damit beim Abfüllen in diese Öffnung die Inhalte eingebracht und eine finale Querschweißnaht angefügt werden kann.
Zum Anwender PackSys Global
Kerngeschäft der PackSys Global AG aus Rüti in der Schweiz, die zur Brückner Gruppe gehört, sind Anlagen zur Herstellung von Kunststofftuben. Darüber hinaus liefert das Unternehmen Heißprägemaschinen zur Applizierung von dekorativen metallisierten Beschichtungen, Rollschneide- und Faltmaschinen für Kunststoffverschlüsse sowie Verpackungsmaschinen für Dosen, Tuben und Verschlüsse, um diese vom Hersteller zum Abfüller zu transportieren.
