Flexible Verpackungsmaschinen dank neuer Steuerungsalgorithmen für die Zuführeinheiten bei Wolf Verpackungsmaschinen

Mit der Softwareplattform Multimotion entwickelt SEW-Eurodrive neue Algorithmen für den Motion-Controller Movi-PLC

  • Abb.1: Durch modernste Wickelungen- und hochwertige formgebende Magnettechnik sind die Servomotoren der Baureihe CMP von SEW-Eurodrive sehr massenträgheitsarm und damit hochdynamisch. © SEWAbb.1: Durch modernste Wickelungen- und hochwertige formgebende Magnettechnik sind die Servomotoren der Baureihe CMP von SEW-Eurodrive sehr massenträgheitsarm und damit hochdynamisch. © SEW
  • Abb.1: Durch modernste Wickelungen- und hochwertige formgebende Magnettechnik sind die Servomotoren der Baureihe CMP von SEW-Eurodrive sehr massenträgheitsarm und damit hochdynamisch. © SEW
  • Abb. 2: Die Zuführeinheit der Verpackungsmaschine HV 200. In kontinuierlicher Arbeitsweise kann sie – je nach Hüllstoff – 200 bzw. 250 Beutel in der Minute abfüllen. © Wolf
  • Abb. 3: Bis zu acht Servomotoren der Baugröße CMP63S von SEW-Eurodrive treiben die einzelnen Förderbänder der Zuführeinheit an. © SEW
  • Abb. 4: Ein chilenischer Backwarenhersteller wollte Großpizzen und wahlweise drei Kleinpizzen auf der gleichen Maschiene verpacken. Die Ansteuerung der verwendeten HV 200 musste mit neuen Algorithmen komplett überarbeitet werden. © SEW
  • Klaus Just, Geschäftsfeldentwicklung Maschinenautomatisierung, SEW-Eurodrive
  • Heiko Füller, Marktmanagement für Antriebselektronik und Steuerungstechnik, SEW-Eurodrive

Die Wolf Verpackungsmaschinen GmbH setzt seit Jahrzehnten Antriebstechnik von SEW-Eurodrive ein. Die gute Zusammenarbeit hat sich immer wieder bewährt, zuletzt bei der Neuprogrammierung von Algorithmen für Zuführeinheiten. Diese arbeiten heute deutlich flexibler als früher und helfen so dem Unternehmen, die Anforderungen seiner Kunden zu erfüllen.

Bei Schlauchbeutelverpackungen für pulverförmige, schüttfähige oder feste Produkte gehört die Wolf Verpackungsmaschinen GmbH aus dem hessischen Lich-Birklar, unweit von Gießen, seit langem zu den wichtigsten Playern im internationalen Markt. Seit seiner Gründung vor über 25 Jahren hat das Familienunternehmen weltweit mehr als 2.000 Verpackungsmaschinen installiert und sich dabei den Ruf erworben, sehr zuverlässige Technik zu bauen.

Antriebe und Motion Controller

Bei den elektrischen Antrieben für seine Verpackungsmaschinen setzt Firmengründer Günter Wolf seit jeher auf SEW-Eurodrive. Der Antriebsspezialist aus Bruchsal liefert an Wolf Verpackungsmaschinen neben den Antrieben auch Motion-Controller des Typs Movi-PLC, die als intelligente Schnittstelle zwischen der übergeordneten SPS und den Antrieben in der Maschine dienen.

„SEW-Eurodrive ist bei Antrieben und Steuerungen unser Partner der ersten Stunde", sagt der Geschäftsführer Günter Wolf, der heute mit rund 120 Mitarbeitern jährlich bis zu 150 Verpackungsmaschinen herstellt. „Wir arbeiten mit SEW-Eurodrive schon seit der Einführung von Servomotoren eng zusammen. In diesen langen Jahren hat sich die Zusammenarbeit immer wieder bewährt, nicht nur wegen der hohen Qualität der Antriebe, sondern auch wegen der hervorragenden Betreuung und dem schnellen Service. Für uns als stark exportorientiertes Unternehmen spielt auch das weltweite Vertriebs- und Servicenetz von SEW-Eurodrive eine sehr wichtige Rolle. Denn es bedeutet für unsere Kunden, dass sie bei Bedarf weltweit Support erhalten. Hinzu kommt, dass wir uns gerade bei Neuentwicklungen auf die Unterstützung durch SEW-Eurodrive verlassen können und dadurch in der Lage sind, das Potential von modernen Servoantrieben in unseren Verpackungsmaschinen voll auszuschöpfen.“

Flexibilität durch neue Algorithmen

Bestes Beispiel für diese enge Zusammenarbeit ist die Optimierung von Steuerungsalgorithmen, die 2014 erforderlich wurde, um die Zuführeinheiten für die Verpackungsmaschinen des Typs HV 200 an neue Kundenanforderungen anzupassen.

Bei der HV 200 handelt es sich um eine vollautomatische, horizontale Schlauchbeutelmaschine, die für die Hochleistungsverpackung von Food- und Non-Food-Produkten konzipiert wurde. Die Verpackungsmaschine formt aus einer Flachfolie einen Schlauch, mit dem das Produkt umhüllt und dann thermisch versiegelt wird. Die vorgeschaltete Zuführeinheit sorgt dafür, dass die Produkte zuverlässig voneinander separiert werden und im richtigen Takt in die Verpackungsmaschine gelangen. Dazu ist die Zuführeinheit mit so genannten Smart Belts ausgestattet, mehreren kurzen Synchronförderbändern. Durch gezieltes, von Lichtschranken gesteuertes, An- und Abschalten nehmen diese Synchronbänder den mehr oder weniger kontinuierlichen Produktstrom auf, puffern ihn zwischen und leiten die voneinander separierten Produkte taktsynchron an die Verpackungsmaschine weiter.

Wolf hat von der Verpackungsmaschine HV 200 und ihrer Zuführeinheit schon viele Exemplare an Kunden in aller Welt geliefert, darunter an einen großen chilenischen Backwarenhersteller, der Brote, Brötchen und Fertigpizzen verpackt. Um besser auf die Anforderungen seines Marktes reagieren zu können, wollte dieser Kunde nicht mehr nur die klassischen Großpizzen, sondern wahlweise auch drei Kleinpizzen in jeweils einer Hülle verpacken können – und zwar auf ein und derselben Verpackungsmaschine. Um diese Herausforderung bewältigen und die Zuführeinheit flexibler gestalten zu können, musste die Ansteuerung komplett überarbeitet werden. Gefordert waren Algorithmen, mit denen die Kleinpizzen zunächst voneinander separiert und dann als zusammengehörige Dreiergruppe so auf Kontakt gruppiert wurden, dass sie in der HV 200 als Einheit verpackt werden konnten.

Nachhaltige Lösungen durch Softwareplattform Multimotion

Gemeinsam mit Mitarbeitern von Wolf Verpackungsmaschinen entwickelte der regionale Anwendungsbetreuer von SEW-Eurodrive neue Algorithmen für die Movi-PLC. Um eine möglichst nachhaltige Lösung zu erhalten, die künftig auch bei ähnlich gelagerten Aufgaben verwendet werden kann, sollte die neue Programmierung so flexibel gestaltet werden, dass sich mit ihr eine große Bandbreite von Produkten gruppieren und zuführen lässt. In kurzer Zeit entstand eine neue Antriebssteuerung, mit der die Zuführeinheit heute wechselnde Pizzengrößen korrekt gruppieren und sie der Verpackungsmaschine taktsynchron zuführen kann. Das geschieht mit 240 Takten in der Minute bei den kleinformatigen Pizzen und 80 Takten bei klassischen Größen.

Durch den Einsatz der Softwareplattform Multimotion wurde der Algorithmus dabei so flexibel gehalten, dass er je nach Produktart, Zuführgeschwindigkeit und Anforderungen an die Gruppierung zwischen vier und acht Synchronbänder ansteuern kann. Er stellt damit eine nahezu universelle Programmierung dar, die sich leicht anpassen lässt und mit geringfügigen Adaptionen die Verpackung vieler anderer Produkte erlaubt.

Möglich wurde die Neuprogrammierung durch die Motion Controller der Baureihe Movi-PLC, die in den Verpackungsmaschinen von Wolf die Schnittstelle zwischen der übergeordneten SPS und den Servoantrieben in der Maschine bilden. Die Bedienung und Visualisierung erfolgt durch die SPS. Sie kann je nach Kundenwunsch von verschiedenen Herstellern stammen. Die Movi-PLC arbeitet über ihre Schnittstellen mit allen gängigen Steuerungsmodellen zusammen. Im Betrieb liefert die jeweilige SPS für bestimmte Prozesse lediglich die Steuersignale. Sie werden durch die Movi-PLC in die konkrete Bewegung der Servoantriebe umgesetzt, z. B. durch Positionierungsanweisungen oder Kurvenscheibenfunktionen.

Die Movi-PLC power bietet auch für anspruchsvolle Verpackungsanwendungen genug Rechenleistung, denn sie kann bis zu 32 Achsen in einer Millisekunde berechnen und tauscht die Echtzeitdaten über den Motionbus zeitsynchron mit den Antriebsreglern aus. Zur Vereinfachung von Projektierung und Inbetriebnahme steht dem Anwender mit Multimotion eine universelle Plattform zur Verfügung, über die sich ohne zusätzliche Programmierung auf zahlreiche parametrierbare Motion-Control-Funktionen zugreifen lässt. Mit dem zugehörigen grafischen Konfigurations- und Diagnosetool lassen sich dabei auch komplexe Motion-Funktionen einfach umsetzen, so dass über eine IEC-61131-Programmierung eine Vielzahl an Motion- und Steuerungstechnikanwendungen realisiert werden können. Das ist eine erhebliche Erleichterung für die Programmierer, mit der die Entwicklung von Algorithmen deutlich vereinfacht und beschleunigt wird.

Höhere Qualität, zufriedene Kunde

„Derart komplexe Abläufe wie die Ansteuerung unserer Zuführeinheit wären für uns ohne die Movi-PLC und die enge Zusammenarbeit mit SEW-Eurodrive überhaupt nicht machbar“, sagt Günter Wolf. „Wir haben dank dieser Steuerung und der entsprechenden Antriebe heute genauere und verlässlichere Maschinen als je zuvor. Damit liefern unsere Maschinen eine deutlich bessere Verpackungsqualität als früher. Das ist die Basis unseres Erfolges – ein Erfolg, der ganz klar auch mit unserer langjährigen Zusammenarbeit mit SEW-Eurodrive zu tun hat.“

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SEW-Eurodrive GmbH & Co.KG

76642 Bruchsal
Germany
Telefon: 07251/75-2588
Wolf Verpackungsmaschinen GmbH
Bettenhäuser Str. 3
35423 Lich
DE
Telefon: +49 6404 91820

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