So gut wie per Hand

(FESTO – trends in automation 1/2013)

Moderne Verpackungsmaschinen können manuelle Arbeitsschritte nicht immer vollständig ersetzen. Doch Handarbeit kostet Zeit und begrenzt die Produktionskapazität.

Mit innovativen Automatisierungskomponenten und viel Know-how hat die so-matec epple GmbH für Erdal das fast Unmögliche geschafft. Eine elektronische Kurvenscheibe in Verbindung mit elektrischen Zahnriemenachsen ahmen die Bewegungsabläufe der menschlichen Hand perfekt nach.

Erdal im österreichischen Hallein fertigt Reinigungsprodukte für den osteuropäischen Markt und Kleinserien sowie Sonderprodukte für Deutschland und Österreich.
Das jährliche Produktionsvolumen beträgt rund 13.000 Tonnen, was rund 28 Millionen Einzelprodukten in Form von 530 verschiedenen Artikeln entspricht.
Obwohl das Werk über einen hohen Automatisierungsgrad verfügt, bestehen im Bereich der Produktverpackung noch Schlüsselstellen, die eine manuelle Fertigung erfordern und so eine weitere Leistungssteigerung verhindern.
Was lange Zeit als zu komplex erschien, hat die so-matec epple GmbH jetzt gelöst.
Unter Verwendung von Festo-Komponenten und dem Know-how des Festo Inbebetriebnahmeservices integrierte der Spezialist für die Konstruktion und Montage von Maschinen der Automatisierungs- und Verpackungstechnik einen vollautomatischen Verpacker in eine bestehende Produktionsanlage.

Exakt ausgerichtet

Die Erdal Abfüll- und Verpackungsmaschine befüllt, verschließt und verpackt birnenförmige Flakons mit  flüssiger Handseife in unterschiedlichen Ausprägungen. Die leeren Flakons werden über ein Fördersystem einem Flaschenaufsteller zugeführt, der die Flacons automatisch aufstellt. Danach gelangen die Flakons über ein Förderband zur Füllmaschine, die acht Flaschen gleichzeitig befüllt. Hierauf werden in der Verschließmaschine die Pumpköpfe automatisch aufgesetzt und verschraubt. Nach dem verschließen wird kontrolliert, ob ein Verschluss vorhanden und das Drehmoment erreicht ist. Fehlerhafte Flakons werden aussortiert

Deren Bewegungsabläufe definieren zwei elektrische Zahnriemenachsen Typ EGC mit Servomotoren EMMS-AS. Sie bilden die ehemals manuellen Bewegungen in vereinfachter Form nach und ermöglichen es, die Flakons exakt in die Faltschachtel einzufädeln.

Anschließend gelangen die Flakons zur so-matec Maschine, die sie in Faltschachteln einführt. Vom Förderband werden immer zwei Flaschen in die Abholpositionen der Maschine gedrückt und der Pumpkopf wird auf eine definierte Position hin ausgerichtet. Dies stellt sicher, dass der Flakon die Faltschachtel beim Einfädeln nicht beschädigt.

Zeitgleich zum Ausrichten des Flakons auf der Taktkette saugt die Maschine immer zwei der noch zusammengefalteten Kartons vom Magazin ab, spreizt sie auf und übergibt sie an eine Handlingeinheit.
Ein elektrisches Drehmodul ERMB sorgt für die schnelle und präzise Rotation der Verpackungen. Alle eingesetzten elektrischen Komponenten wurden perfekt aufeinander abgestimmt und in die Steuerkurve eingebunden. Nur mit elektrischen Komponenten war es möglich, die Bewegungsabläufe fließend zu gestalten. Einzige Ausnahme davon ist ein pneumatischer Normzylinder in der Anlage der die Kartons seitlich konkav verformt, damit diese besser über den Flakon geschoben werden können. 

Kürzer als gefordert

Die schnellen fließenden Bewegungen aller am Verpackungsvorgang beteiligten Komponenten ermöglicht die auf dem Achscontroller CMMP-AS integrierte elektronische Kurvenscheibe. Ausschlaggebend für den Einsatz der Kurvenscheibe war, dass die Unterteilung des Prozesses in einzelne Zwischenschritte zu viel Zeit in Anspruch genommen hätte. Mit der elektronischen Kurvenscheibe wurde außerdem die von Erdal geforderte Taktzeit von 1,3 Sekunden um zwei Zehntel unterschritten. Konnten ursprünglich vier Mitarbeiter 1.000 Flakons in der Stunde verpacken, so schafft der neue vollautomatische Verpacker jetzt bis zu 2.400 Stück.

Für die perfekte Abstimmung und die Optimierung der Anlage insbesondere bei den axialen Bewegungen sorgte die High Speed Kamera von Festo. Denn die Bewegungsabläufe sind so schnell, dass das menschliche Auge diese nicht mehr verfolgen kann.

Zusammenarbeit optimiert Projekt

In Anbetracht der hoch komplexen Aufgabenstellung hat so-matec bereits in der Planungs- und Entwicklungsphase auf das Know-how der Festo Vertriebsingenieure gesetzt. In enger Abstimmung mit der Mechanikabteilung dem Steuerungsbau von so-matec und dem Inbetriebnahmeservice der Firma Festo, wurde die elektronische Kurvenscheibe von Festo programmiert und auf die Kundenanforderungen präzise ausgerichtet. Auch die Auslegung des Vakuums erfolgte durch den Festo Inbetriebnahmeservice. Dazu wurden im Stammhaus von Festo  entsprechende Tests mit der Verpackung durchgeführt, um zu entscheiden, welche Vakuumerzeugung für die geforderten Taktzeiten notwendig war. Diese frühzeitige Zusammenarbeit hat den gesamten Entwicklungsprozess für so-matec beschleunigt.

so-matec Yilong GmbH

Hofwiesenstraße 27
74564 Crailsheim
www.somatec-yilong.de

Tätigkeitsfeld: Konstruktion und Montage von Maschinen der Automatisierungs- und Verpackungstechnik