01.10.2014

Druckveredelungsmaschinen

Völlig von der Rolle

Die chinesische Tabakindustrie ist im Umbruch: Kleine Marken werden zu größeren konsolidiert, die einzelnen Produktionsvolumina steigen und auch die Verpackungen sollen immer besser aussehen. Dies erfordert auch neue Verarbeitungsprozesse, die eine deutlich höhere Produktivität ermöglichen.

Autor: Dipl.-Ing. Thomas Knäple, up! consulting ag.


Bild 1: Effizienz für den Verpackungsdruck: B&R Automation PCs der Baureihe 810 und Antriebe der Acoposmulti-Serie sorgen für hohe Verarbeitungsgeschwindigkeiten.
Bild: Pantec Engineering AG

Das Staatsunternehmen China National Tobacco ist nicht nur Hersteller von Zigaretten und Zigarren, sondern gleichzeitig auch verantwortlich für das Marketing, die Produktion und den Vertrieb aller Tabakwaren im Land. Einem in den vergangenen Jahrzehnten begonnener Modernisierungs- und Konsolidierungsprozess folgend, sollen sich die Zigarettenmarken mehr als halbieren. "Das bedeutet, dass deutlich effizientere Produktionsverfahren gesucht sind", sagt Peter Frei, CEO von Pantec GS Systems.

Neue Verpackungsdruckmaschinen

Gefragt sind Maschinen, die hohe Produktionsraten ermöglichen und gleichzeitig die Verpackungen mit Merkmalen zum Markenschutz versehen. Dazu gehören insbesondere Veredelungen mit Heißfolienprägungen und das Aufbringen von Hologrammen. Letzteres limitierte bislang jedoch den Durchsatz, denn solche Merkmale werden üblicherweise im Bogendruck aufgebracht. "Das bedeutet nicht nur, dass Papierbögen in mehreren Schritten von Stapel zu Stapel verarbeitet werden müssen - was sehr ineffizient ist -, sondern auch, dass viel Folie ungenutzt bleibt, was wiederum mehr Abfall und letztlich auch höhere Kosten verursacht", sagt Frei.

Enger Zeitplan

Die chinesischen Tabakwarenproduzenten wandten sich an das Unternehmen Pantec: In nur sieben Monaten sollten vier neue Maschinen der Baureihe e-pack 850 Cheetah F nach China versandt werden. "Diese Terminvorgabe war äußerst sportlich und eine Herausforderung für unser Konstruktions- und Automatisierungsteam", so Frei. Die bestehende Technik wurde durch Neukonstruktion eines Folienprägers auf den Tabakmarkt angepasst. Zudem wurde ein Off-Line-System zur Bewegung und Kontrolle der Papierbahn entwickelt, das die Folienprägung und Veredelung der Verpackungen von der Rolle mit Papiergeschwindigkeiten von bis zu 120m/min ermöglicht.

Strukturierte Entwicklung

Die Steuerungslösung der Anlage wurde von Pantec Automation konzipiert und umgesetzt. Mit einem gezielten Requirement Engineering, professionellem Projektmanagement und standardisierter und modularisierter Software-Entwicklung wurde das Entwicklungsprojekt schlank, transparent und kalkulierbar gehalten. "Die Maschine ging trotz der Vielzahl an gewünschten Funktionen in China problemlos in Betrieb und produzierte mit höherer Geschwindigkeit als spezifiziert", sagt Frei. Für das Automatisierungssystem war eine Komplettlösung aus einer Hand gefragt. "Die Komplexität des Folienprägers Cheetah F ist sehr hoch", erklärt Manfred Kindle, Projektleiter bei der Pantec Automation. "Deshalb wollten wir sicher gehen, dass die einzelnen Komponenten reibungslos zusammenspielen und hohe Anforderungen an Robustheit, Zuverlässigkeit und Langzeitverfügbarkeit erfüllen." Als Hardware-Plattform wurden deshalb Komponenten von B&R gewählt: von Echtzeit-SPS und Kommunikation über Antriebe und Servomotoren bis hin zu Safety und dem Entwicklungs- und Diagnosesystem. Kindle weiter: "B&R als Komplettanbieter liefert uns ein durchgängiges Automatisierungssystem. Bei der Komplexität der zu automatisierenden Maschine ist das ein entscheidender Vorteil." Zum Einsatz kommen Automation PCs der Baureihe 810 und Antriebssysteme der Acoposmulti-Serie. Über 150 dezentral untergebrachte I/Os sind mit dem X20-System über Powerlink Echtzeit vernetzt. Insgesamt werden 26 Achsen angesteuert, davon sechs mit Sicherheitsfunktion: "Die Bewegungsprofile der Antriebe lassen sich ausgezeichnet an unsere Bedürfnisse anpassen. Dadurch ist der Prägeprozess auch bei hoher Papiergeschwindigkeit ohne Qualitätseinbußen sichergestellt", sagt Manfred Kindle.

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Service entscheidend

Implementiert ist auch ein durchgängiges und transparentes Diagnosesystem. "Mit den Möglichkeiten moderner Fernwartung und dem Support von Pantec Automation können wir sehr rasch intervenieren", sagt Peter Frei und liefert damit eine weitere, wichtige Entscheidungshilfe für die chinesischen Kunden. "Goldroc Printing in China ist begeistert von der hohen Leistungsfähigkeit der neuen Maschinen. Dies hat sich in der Branche rasch herumgesprochen", freut sich Frei. Er sieht den Einsatz in der chinesischen Tabakindustrie erst als Anfang. Ein weiteres interessantes Feld liege beispielsweise bei Verpackungen für Schokolade: "Gerade bei hochwertigen Produkten setzen Heißfolienprägungen und Hologramme wichtige Akzente im Marketing: Sie verleihen den Produkten eine augenfällige Attraktivität und nicht zuletzt Sicherheitsmerkmale, die helfen die Marke zu schützen."

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