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Spezial Verpackungsmaschinen
Die Inverter Drives 8400
von Lenze haben die
Performance der
Kartonierer von
Jakob & Wienmeier
erhöht.
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Spezial Verpackungsmaschinen
Es muss nicht gleich
der Servo sein
Verpackungsmaschinenbauer positioniert mit Lenze-Frequenzumrichtern
Viel Wirkung auf ganz wenig Raum erzeugen – für Jakob & Wienmeier Industrietechnik
ist dieses Ziel Programm. Der Verpackungsmaschinenbauer hat sich
spezialisiert auf kompakte Vertikal- und Horizontalkartonierer. Die neuen halbautomatischen
Kartonierer der Serie CCM-MV arbeiten statt mit Servotechnik mit
Frequenzumrichtern der Reihe Inverter Drives 8400 von Lenze. Sie nehmen die
Rolle eines effizienten Positionierstellers ein.
E
infach soll es sein, mehr Effizienz und Flexibilität
pro Quadratmeter bringen: Jakob
& Wienmeier aus Georgsmarienhütte wirbt
mit diesen Werten und erfüllt sie ganz
handfest mit seinen kompakten Verpackungsmaschinen.
„Sie sind weltweit im Einsatz“, erzählt Jörg Strauch,
Leiter Konstruktion und Vertrieb. „Der Exportanteil
liegt bei rund 60 Prozent, mit Schwerpunkt Europa.“
Zu den Kunden zählen neben namhaften Unternehmen
der Kosmetik- und Pharmabranche sowie der Automobil-,
Elektro- und Lebensmittelindustrie auch
Lohnverpacker. Gerade hier überzeugen der konstruktive
Aufbau und das mechanische Konzept durch hohe
Flexibilität, weil schnell und einfach umgerüstet wer-
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Oben: Effizient und zielführend im Projekt: Wolfgang Krauß (Lenze), Andreas
Butke und Jörg Strauch (beide Jakob & Wienmeier, von links).
Rechts oben: Mit der drive-based Safety lassen sich die Signale von
Schutzeinrichtungen wie beispielsweise Lichtvorhänge direkt im Frequenzumrichter
verarbeiten.
Rechts unten: Dreh- und Angelpunkt: Rundschalttisch, angetrieben von
einem Frequenzumrichter mit effektiver Abschaltpositionierung.
den kann und sich Formate mit wenigen Handgriffen verstellen
lassen.
Die Maschinen sind darauf getrimmt, so sparsam wie möglich
mit Produktionsfläche umzugehen. Die Raumeffizienz hat konstruktiv
eine hohe Integration nach sich gezogen. Der Schaltschrank
der Kartonierer wurde bündig in den Maschinenrahmen integriert,
der sich mit einem Gabelstapler einfach umsetzen lässt. Die
Versorgung mit Strom und Druckluft reicht aus, um die Kartonierer
umgehend wieder an anderer Stelle in der Fabrik zum Laufen
zu bringen. „Unsere Anlagen eignen sich hervorragend als Standalone-Lösung,
können aber auch problemlos in Linien integriert
werden“, erläutert Strauch die Hintergründe für die autark arbeitenden
Maschinen, die in der vollautomatischen Variante bis zu 50
Kartons in der Minute und als Halbautomat mit händischer Bestückung
bis zu 35 Kartons verarbeiten.
Präzise Abschaltpositionierung
Dreh- und Angelpunkt der JW-Lösung ist ein intermittierendes
Formatrad, das taktend die Kartons aufrichtet und nach der Bestückung
wieder verschließt. „Wir nutzen dafür das Prinzip des Rundschalttisches“,
sagt Servicetechniker Andreas Butke und verweist
auf eine speziell für diesen Einsatz konzipierte Getriebemotorenlösung.
Ihr überaus flacher Zuschnitt macht es möglich, dass JW die
Einheit direkt unter dem Formatrad platzieren konnte. Für die präzise
Positionierung nutzen die Georgsmarienhütter eine simple
Abschaltpositionierung. Ein Näherungsschalter erkennt die am
Getriebe entsprechend der gewünschten Teilung des Rundschalttisches
mitlaufende Nocke und versorgt damit die im Frequenzumrichter
hinterlegte Positionierlogik.
Weil die Inverter Drives 8400 von Lenze bereits in der Variante
StateLine in der Lage sind, Sensoren direkt und sehr schnell zu verarbeiten,
spart sich JW den Umweg über die zentrale Steuerung. In
der Vergangenheit hat dieser Aufbau dafür gesorgt, dass der Motor
nicht schnell genug stoppte und teilweise in die nächste Position
überlief. „Heute nutzen wir mit dem 8400 StateLine ein Gerät, das
einen sichtbaren Performancegewinn bringt und dabei gleichzeitig
die Kosten niedrig hält“, freut sich Butke.
Technisch umgesetzt wurde diese Applikation per Funktionsblockverschaltung
in den Umrichtern. Das Start- und Stoppszenario
ist dabei frei parametrierbar und kann leicht an die unterschiedlichen
Maschinentypen angepasst werden. Die Freigabe für
den nächsten Zyklus kommt über die Steuerung und nach Freigabe
durch die Sicherheitstechnik. Mit einem Lichtvorhang stellt JW sicher,
dass sich der Drehtisch erst dann wieder in Bewegung setzt,
wenn die Hände nach dem Bestücken der aufgerichteten Verpackung
den Gefahrenbereich auch wirklich verlassen haben.
Das sicher abgeschaltete Moment (Safe Torque Off, STO) will
der Verpackungsmaschinenbauer in den neuen Maschinengenerationen,
wie die Positioniertechnik auch, antriebsbasiert realisieren.
Die Inverter Drives 8400 bieten dafür ab StateLine fertig applizierte
Module. Die Funktion ist vom TÜV zertifiziert und erfüllt den
Performance Level PL e der EN ISO 13849-1 sowie den Safety Integrity
Level SIL 3 gemäß IEC 61508.
Anlagenverfügbarkeit erhöht sich nachhaltig
Bei der drive-based Safety erfolgt das Stillsetzen direkt im Frequenzumrichter
durch Abschaltung der Pulsweitenmodulation
über Optokoppler. Deshalb lassen sich Achsen im Vergleich zur
kontaktbehafteten und vergleichsweise trägen Versorgungsunterbrechung
schneller abschalten und wieder anfahren. Folglich steigt
die Produktivität durch kürzere Taktzyklen – und das bei einem
gleichzeitigen Plus an Sicherheit sowohl für das Bedienpersonal als
auch für die Anlage.
Da das elektronisch realisierte STO verschleißfrei arbeitet, erhöht
sich zudem die Anlagenverfügbarkeit nachhaltig. Weitere
Vorteile der Integration sind Einsparungen bei Leistungsschützen
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und der gesamten Verdrahtung. „Dieser Effekt lässt uns schneller
arbeiten und schafft Luft im Schaltschrank. Den können wir letztlich
kompakter dimensionieren und damit leichter räumlich integrieren“,
fasst Andreas Butke zusammen.
Die Performance der Inverter Drives 8400 ist mit den Ausbaustufen
BaseLine, StateLine, HighLine und TopLine konsequent
skaliert aufgebaut. Weil sich die Ausbaustufen nahtlos in ein zentrales
Engineeringwerkzeug – den L-force Engineer – einfügen,
lässt es sich komfortabel arbeiten. Damit sinkt im gleichen Zug der
Aufwand für Parametrierung, Inbetriebnahme und Diagnose. Die
Skalierung geht also nicht zulasten des Engineerings, da Anwender
auf der gleichen Plattform bleiben, wenn sie unterschiedliche Aufgaben
mit einer differenzierten Geräteausstattung umsetzen wollen.
Das gilt übrigens auch bei Mischformen mit den Servo-Umrichtern
der Reihe Servo Drives 9400 von Lenze.
Die Kartoniermaschinen von JW zeigen, dass sich sogar im als
anspruchsvoll geltenden Verpackungsmaschinenbau eine Vielzahl
von Aufgaben mit Frequenzumrichtern wirtschaftlich attraktiv
ausrüsten lassen. Es muss nicht gleich der Servo sein, um präzise
zu positionieren. Vielfach reichen auch Frequenzumrichter aus,
um eine elegante wie einfache Lösung zu erhalten. „Die Intelligenz
liegt bei uns mehr in der Mechanik“, fasst Strauch zusammen. „Wir
sparen uns beispielsweise das bei Servos übliche Referenzieren, indem
wir beim Rundschalttisch einfach langsam in die Nullposition
fahren.“
Das Unternehmen aus dem Osnabrücker Land ist von der Leistung
der Geräte so überzeugt, dass auch bei den Förderbändern die
Inverter Drives 8400 zum Einsatz kommen. Die Ausbaustufe Base-
Line stellt hier die für die jeweiligen Produkte erforderlichen Drehzahlen
zur Verfügung. Die Einstellung erfolgt auf einfache Weise
per Motorpoti über zwei digitale Eingänge.
Autor
Wolfgang Kraus, Lenze, www.lenze.de
Links:
Der 8400 StateLine kann
Sensoren direkt auswerten.
Unten:
Die Performance der Inverter
Drives 8400 hat Lenze skaliert
aufgebaut.