Abfüllanlage mit moderner Antriebstechnik

Sind zu viele oder zu wenige Flaschen einer Getränkesorte vorhanden, sortieren die Endverbraucher gerne auch Flaschen verschiedener Sorten in die Kästen, um sie komplett im Getränkemarkt zurückzugeben. Für den Kunden ist das bequem, denn alle Kisten werden auch so angenommen. Was des Kunden Freude ist, ist des Lieferanten Leid, wenn die leeren Flaschen bunt gemischt in den Kisten bei Hacklberger ankommen. Dort werden sie erst einmal auf Paletten im Lager abgestellt. Je nach Auftrag werden die Paletten in der Förderanlage aufgegeben, um in die eigentliche Produktionshalle zu gelangen. Als erstes gilt es, die Flaschenkästen zu entpalettieren, auf das Kastenband zu stellen und sie über die Förderstrecken zu transportieren. Die Kistenflaschen werden automatisch erkannt und in die entsprechenden Speicherplätze gefahren. Die dabei nicht erkannten Kästen und Flaschen werden bei der anschließenden Handsortierung in die richtige Reihenfolge sortiert und ebenso über die Förderstrecken transportiert. Die Kisten gehen danach durch eine Kastenwaschanlage. Im nächsten Schritt werden die Flaschen gegebenenfalls entschraubt. Auch Kronkorken und übriges Verschlussmaterial werden hier entfernt. Anschließend befördert das Band die Flaschen in die Waschanlage. Nach dem aufwendigen Waschvorgang werden die Flaschen auf Beschädigungen und Verunreinigungen kontrolliert und schadhafte Flaschen automatisch aussortiert. Nach der neuen Befüllung der Flaschen werden sie automatisch verschraubt bzw. verschlossen und etikettiert. Im nächsten Schritt werden sie wieder zur Ausgangsstation befördert, wo die Flaschen wieder in Kästen gepackt und dann auf Paletten gestapelt werden. Von hier aus geht es nach der Umreifung der Paletten schließlich zurück in den zentralen Lagerbereich. Pack-, Palettier- und Transporttechnik aus einer Hand Die Technik von BMS lässt sich für verschiedene Anforderungen einsetzen und bietet ganz unterschiedliche Palettierlösungen. \“Wichtig war zum einen das Zusammenspiel von automatisierter Technik und zum anderen die Möglichkeit, unterschiedliche Gebinde durchfahren zu lassen, die von der Anlage mit verschiedensten Sortiermaßnahmen entpackt werden\“, erklärt Gerhard Bielmeier, Konstrukteur bei der BMS Maschinenfabrik. \“Immer wenn es speziell wird und eine Lösung unmöglich scheint, kommen die Kunden zu uns. Das ist sozusagen unsere \’Nische\‘.\“ Die Roboter von BMS sind aufgrund ihrer Konstruktion mit Ausgleichsgewichten energieeffizient und auf den jeweiligen Einsatzfall optimiert. Die Systeme arbeiten auf Basis des eingesetzten Linearsystems positionswiederholgenau. Die spielfreien Getriebeeinheiten sowie die integrierte Robotersteuerung ermöglichen präzise und schnelle Bewegungsabläufe bei einer geringen mechanischen Beanspruchung der Anlage. Das Transportsystem wurde aus dem Baukastensystem von BMS realisiert. \“Eigentlich eine simple Angelegenheit\“, sagt Bielmeier. \“Das Tempo ist entscheidend, und das Tempo machen die Antriebe. Deshalb ist in unseren Anlagen die Antriebstechnik eine entscheidende Größe für die Produktivität der Anlage.\“ Dezentrale Antriebe und Positionsregelung In der Pack-, Palettier- und Transportanlage kommt mechanische und elektronische Antriebstechnik von Nord zum Einsatz. Mit den kompakten trio SK300E, einer Kombination aus Getriebemotor und vollwertigem Frequenz­umrichter, können prozessnahe Lösungen für dezentrale Anlagenkonzepte realisiert werden. Der Frequenzumrichter SK300E ist mit einer Anschlusseinheit direkt am Motor montiert und somit im Antrieb integriert. Der Umrichter erreicht eine maximale Schutzart von IP55 bzw. IP66. Die CAN­open-Schnittstelle am Frequenzumrichter ermöglicht die Parametrierung und Steuerung der Geräte gemäß genormter CANopen-Spezifikation. Damit können bis zu 127 Teilnehmer an einem Bus adressiert werden. Neben den dezentralen Antrieben werden zentral installierte Frequenzumrichter der Baureihe SK700E eingesetzt. Zu ihrem Funktionsspektrum zählt die Positioniersteuerung Posicon, die es ermöglicht, eine relative oder absolute Lageregelung umzusetzen. \“Die zusätzliche Positioniermöglichkeit vereinfacht die Arbeit der Steuerung\“, berichtet Bielmeier. So bestehe die Möglichkeit, dass eine Lichtschranke direkt auf den Antrieb wirkt, sodass er stehen bleibt oder wieder anfährt. \“Das ist leicht zu programmieren\“, fügt er hinzu. Energieeffiziente und umweltbewusste Antriebstechnik Neben der Zusammenarbeit mit dem Zulieferer war für die BMS Maschinenfabrik das vielfältige Produktsortiment, dass Nord aus einer Hand liefert, ein entscheidendes Kriterium. \“Es ist viel einfacher, sich auf einen Lieferanten zu konzentrieren. Auch hinsichtlich der Lebensmittelhygienevorschriften wissen wir bei Nord, dass das passt.\“ Energiesparen wird für die Betreiber automatischer Anlagen immer wichtiger. Nord baut schon seit Mitte der 90er-Jahre das Know-how auf dem Gebiet der Energieeffizienz stetig aus. Die eingesetzten Nord-Antriebe werden nicht nur per Frequenz-umrichter geregelt, sondern sind auch jeweils mit einem Energiesparmotor und einem zweistufigen Kegelstirnradgetriebe mit 97% Wirkungsgrad versehen. Der Zulieferer hat alle Aggregate mit einem umweltfreundlichen Lack versehen und setzt ein biologisch abbaubares Öl als Schmiermittel ein. Die Frequenzumrichter sorgen mit sensorloser Stromvektorregelung für die optimale Anpassung der Antriebe an Anwendungsparameter und Prozessbedingungen. Auch in elektromagnetischer Hinsicht verhalten sich die trio-Einheiten emissionsarm: Versorgungsleitungen zwischen Umrichter und Motor entfallen, können also auch nicht zur EMV-Störquelle werden. Integrierte Netzfilter halten das Versorgungsnetz sauber. Kasten 1: Dezentrale Antriebstechnik Im Nord trio SK300E sind Frequenzumrichter, Motor und Getriebe in einer kompakten Einheit samt Netzfilter zusammengefasst. Die Umrichtereinheit wird auf den modifizierten Motorklemmenkasten (Anschlusseinheit) aufgesteckt. Die Antriebe mit ISD-Stromvektorregelung bieten ein hohes Anlaufdrehmoment und erhebliche Überlastreserven. Der SK300E ist mechanisch unempfindlich und resistent gegen typische Störfaktoren wie schwankende Netzspannungen oder rasche Temperaturwechsel. Die dezentralen Antriebe lassen sich über alle gängigen Feldbussysteme, vom Profibus-DP über CANopen/DeviceNet und InterBus bis hin zum ASI-Interface, an übergeordnete Steuerungen koppeln. Zur manuellen Bedienung vor Ort kann der Umrichter mit Drehknöpfen auf der Frontplatte geliefert werden: Direkt an der Maschine ermöglichen sie mit einem einzigen Handgriff die Anpassung der Laufrichtung und -geschwindigkeit. Die neuen Typvarianten SK225E und SK235E mit Onboard-AS-Interface der Baureihe SK200E sind mit Leistungen von 0,25 bis 7,5kW erhältlich. SK 200E-Umrichter werden direkt auf den Motorklemmenkasten eines Getriebemotors montiert, um kombinierte, vollintegrierte Antriebseinheiten für den Einsatz im Feld zu schaffen. Zur AS-i-Verkabelung muss nur die gelbe Busleitung angeschlossen werden. Die robusten, zuverlässig und wirtschaftlich arbeitenden Systeme eignen sich für weitläufige Anlagen wie z.B. Förderstrecken und wurden speziell auf preislich sensible Marktsegmente optimiert. Der für den mittleren bis oberen Leistungsbereich konzipierte Frequenzumrichter SK700E ist optional mit Posicon-Positionsregelungsfunktion erhältlich, die das Anfahren von bis zu 252 Positionen ermöglicht. Für die gängigen Feldbusse stehen Anschaltmodule zur Verfügung, sodass SK700E-Umrichter nahtlos in vorhandene Automatisierungsarchitekturen eingefügt werden können. Darüber hinaus verfügt das Gerät über einen TTL-Drehgebereingang sowie eine SSI-Schnittstelle, über die Absolutwertgeber direkt angeschlossen werden können. Serienmäßig sind die Geräte mit Bremschopper und Netzfilter (für Grenzkurve A nach EN55011, bis 22kW) ausgestattet. Die Kombination aus leistungsfähigem Regelmodell und umfassenden Schutz- und Überwachungssystemen für Regler und Motor erhöhen die Zuverlässigkeit der Systeme. Kasten 2: Das Unternehmen: BMS Maschinenfabrik