Schlüssiges Konzept sichert Erfolg

Farblich akzentuiert, mit Logos und einprägsamen Markennamen der Getränkehersteller versehen, sind Verschlusskappen aus Metall und Kunststoff aus der Verpackungsindustrie nicht mehr wegzudenken. Zudem sorgen sie für eine sichere und saubere Handhabung der Flaschen und garantieren bei Transport und Lagerung die Unversehrtheit der Inhalte. Griffig geformt und mit Werbebotschaften versehen, werden viele Millionen dieser Verschlusskappen auf Fertigungsanlagen des thailändischen Tochterunternehmens der Schweizer PackSys Global Group (PSG) produziert.
Als weltweit einziger Maschinenhersteller stellt PSG Komplettlinien für die Produktion extra langer Aluminiumverschlüsse für Wein- und Spirituosenflaschen her. Diese werden aus vorbedruckten Aluminiumtafeln gestanzt, in mehreren Schritten tiefgezogen, auf die exakte Länge zugeschnitten und der Dekorationslinie zugeführt. Im nächsten Arbeitsschritt entfernt ein Gas- oder Elektroofen durch Erhitzen die Rückstände von Gleitmitteln und Öl aus dem Tiefziehprozess. Danach werden die Verschlusskappen grundlackiert, zwischengetrocknet und im Offset-Verfahren bedruckt. Nach Aufbringen des Klarlacks erfolgt das abschließende Trocknen in einem zweiten Ofen. Eine weitere Maschine rolliert anschließend in die dekorierten Verschlüsse Randrierungen, Sicken und Sollbruchstellen. Im letzten Schritt werden spezielle Kunststoff- oder Dichtscheiben eingelegt.

 

Schneller Wechsel

 

Beim Bau der Produktionssysteme setzt PSG seit mehreren Jahren auf Automatisierungstechnik von Siemens. Kernelemente der neuen Dekorationslinie sind das Motion Control-System Simotion in der antriebsbasierten Ausführung D435 für den mittleren Leistungsbereich und darauf abgestimmte Antriebstechnik aus der modularen Umrichterreihe Sinamics S120.
Ein Antriebsverband setzt sich zusammen aus separater Ein-/Rückspeiseeinheit, Simotion-Regelungsbaugruppen und wahlweise Ein- oder Zweiachs-Motormodulen. Die Aufbautechnik im sogenannten Booksize-Format ist kompakt und servicefreundlich, da alle Komponenten unabhängig voneinander austauschbar sind. Außerdem ersparen ein digitaler Systembus (Drive-Cliq) und elektronische Typenschilder bei der Erstinbetriebnahme wie auch nach dem Austausch einer Antriebskomponente langwieriges Parametrieren. An allen Hauptachsen der Fertigungslinie befinden sich Servomotoren des Typs 1FK7. Die Maschinenbedienung erfolgt über ein Touch-Panel im 10-Zoll-Format mit einer Bedienoberfläche unter Simatic WinCC flexible.

 

Modular und servicefreundlich

 

Der wesentliche Unterschied des Simotion-Ansatzes gegenüber der bisherigen Lösung ist die Integration von SPS-, Motion Control- und Technologie-Funktionen in einem Gerät. Diese sind hier direkt in den Sinamics-Antriebsverband integriert. Die Verschmelzung reduziert den Hardware-Umfang und senkt die Kosten. Außerdem entfallen Schnittstellen und damit verbundene Anpassungen von SPS und Motion Control. Was wiederum kürzere Engineering- und Zykluszeiten zur Folge hat, die nötig sind, um die geforderten 250 Verschlusskappen in der Minute (15.000 Stück pro Stunde) zu bedrucken.
Die Produktionsanlage wird im Kern von acht Servomotoren angetrieben. Sechs davon sorgen für präzise aufeinander abgestimmte Prozesse beim Durchlauf der Verschlusskappen durch die Druckmaschine. Jeweils ein Motor ist am Ein- und Auslauf des Trockenofens installiert. Eine Hardwareplattform Simotion D435 und zwei Control Units Sinamics CU320 koordinieren das Zusammenspiel aller 16 Servoachsen. Insgesamt sind rund 150 digitale Ein- und 130 Ausgangssignale zu verarbeiten.
An das Motion Control-System angebunden sind auch zwei Temperaturfühler PT100 am Trockenofen. Um auf Prozesssignale schneller reagieren zu können, nutzt man zudem die Möglichkeit „schneller Nocken“, so dass letztendlich eine Taktzeit von 240ms erreicht wird.

 

Erwartungen voll erfüllt

 

Die für das Pilotprojekt verfügbare Zeit war extrem knapp bemessen. Bereits vier Monate nach der Konzeptpräsentation erfolgte die Abnahme der Metal Cap Decoration Line durch den Endkunden. Das mittelfristige Ziel des Maschinenbau-Unternehmens ist ein einheitliches Automatisierungskonzept für alle Maschinenarten sowie das One-Stop-Shopping bei einem Ausrüster. Die Verantwortlichen bei PSG sind davon überzeugt, hierdurch weitere Service- und Kostenvorteile realisieren zu können, die letztlich dem Endkunden zugute kommen.

 

Vorteile von Simotion und Sinamics: