Erschienen am: 28.03.2018, Ausgabe SPS-MAGAZIN 4 2018

Prototyp für automatische Defolierung von Gebinden

Weg mit der Folie

Die Firma LMS Development Concept stieg vor rund drei Jahren in die Grundlagenforschung zum Thema automatische Defolierung ein. Mittlerweile arbeitet das Unternehmen mit Partnern an einer Umsetzung des Verfahrens und einem Prototyp. Dabei zeichnet sich ab: Voraussetzung für das automatisierte Entfernen von Plastikfolien sind einmal mehr moderne Steuerungs- und Kommunikationstechnik sowie Sensorik.


Das Bild zeigt die Konstruktion des Prototypen, auf dem eine Vorrichtung zum Bewegen des Packgutes und die entsprechende Defoliereinheit sichtbar ist.
Bild: LMS Development Concept

Das System von LMS und der Firma Kleinig Engineering wird auf Basis einer Stand-Alone-Lösung für Präsentationen gebaut. Zum Einsatz kommen zeitgemäße Komponenten und neuartige Verfahren. So stammt der eingesetzte Laser aus der neusten Produktgeneration des Herstellers, er arbeitet mit 2µm Wellenlänge und einer maximalen Ausgangsleistung von 15W. Dennoch kann das System, auf Grund diverser Schutzeinrichtungen, in die Laserklasse 1 kategorisiert werden. Für die Bearbeitung, also das Schneiden der Kunststoffumverpackungen, werden kubische Gebinde auf einer Linearachse befestigt. Der Laser befindet sich zusammen mit einem Triangulationsensor ebenfalls auf einer Linearachse, die im 90° Winkel zum Produkt gelagert ist. Sobald das Maschinenmodul geschlossen ist und kein Laserlicht mehr herausdringen kann, beginnt sich die Unterlage mit dem Produkt zu drehen. Hierzu ist sie auf einer vertikal angebrachten, elektromotorisch angetriebenen Achse gelagert. Der Abstand des Lasers ist variabel und kann angepasst werden. Hierbei unterstützt ein Distanzsensor die Steuerung, welcher Ultraschall basiert arbeitet.

Steuerungstechnik und Sensorik

Die gesamt Anlage wird mit einer Siemens-Sicherheits-SPS vom Typ Simatic ET200SP F zusammen mit einem 7"-Siemens-Touchpanel TP700 aus der Comfort Line gesteuert. Die Komponenten werden über ein Projekt TIA Portal V15 projektiert. Ein großer Vorteil liegt darin, dass mehrere Programmierer gleichzeitig innerhalb des Projektes programmieren können. Außerdem sind Sicherheitssteuerung und Standard-SPS in einem Gerät vereint. Die Vorteile der in der LMS-Anlage verbauten IO-Link-Sensoren liegen z.B. im Bereich der Konfigurierbarkeit über die SPS. Um die Parameter der Sensoren anzupassen ist keine zusätzliche Software oder Hardware nötig. Alles kann 'on the fly' auf die Gegebenheiten des Produktes angepasst werden. Zudem ist dadurch, dass die Messsignale nicht in analoge Signale umgewandelt werden müssen, ein Genauigkeitsverlust ausgeschlossen.

Anzeige

Absaugen per Unterdruck

Über die IO-Link-Schnittstelle erhält die SPS das jeweilige Signal zum Verfahren der Lasereinheit. Somit lässt sich der Arbeitsabstand relativ konstant halten. Nur mit diesem Vorgehen ist eine reibungslose Defolierung möglich. Ist die Folie einmal komplett durchtrennt, kommt die zweitwichtigste Komponente zum Einsatz. Ebenfalls mit einem Distanzsensor ausgestattet, bewegt sich eine Vorrichtung zum Absaugen der Folie von oben auf das Produkt zu. Damit der Unterdruck zum richtigen Zeitpunkt erzeugt werden kann, ist auch diese Einheit via IO-Link mit der Steuerung verbunden. Ist der Sauger nahe genug am Produkt erhält die Vakuumpumpe, welche mit einem Saugvolumen von 25m3/h arbeitet, das Signal zum einschalten. Anschließend kann der obere Teil zu Zwecken der Demonstration abgenommenen werden. Das Gerät wurde im Rahmen der Fachmesse Anuga FoodTec 2018 in Köln am Gemeinschaftsstand des Netzwerkes 'Robotik Pack Line' in Form eines Demovideos präsentiert. Anschließend können sich Interessierte und Kunden vor Ort bei der Firma Kleinig ein Bild der Anlage machen.

Pilotprojekte im Logistikzentrum

Im weiteren Verlauf des Projektes ist es geplant, die Anlagen in Logistikzentren einzubauen, in denen tagtäglich viele Europaletten oder auch Kleingebinde defoliert werden müssen. Das kann im Bereich der Automobilindustrie der Fall sein, ebenso jedoch im Food- oder Nonfood-Bereich. Hier ist z.B. an die Verteilerzentren der großen Discounter zu denken. Durch den hohen Automationsgrad der gesamten Prozesskette, ist die Automatisierung dieses Arbeitsschritts im Wareneingang sehr attraktiv. Nicht nur im neu erstellten Prototyp, auch in nachfolgenden Anlagen sollen zeitgemäße Kommunikationsprotokolle wie IO-Link genutzt werden. Zur Bearbeitung von Europaletten wird derzeit noch an einer exakt passenden Konstruktion gefeilt.

Anzeige