Elegant gelöst hat diese Aufgabe der Verpackungstechnikspezialist LoeschPack bei seiner neuesten Version der zweistufigen Falteinschlagmaschine LTM-DUO. Er setzt auf Formatwechselteile mit fixem Anschlag und erprobter Balluff RFID-Technologie (Radio Frequency Identification) zur automatischen Wechselteilerkennung.
Den Nutzen hat der Anwender, denn er profitiert bei einem Formatwechsel von extrem kurzen Rüstzeiten und einer deutlich verbesserten Maschinenflexibilität. Christoph Krombholz, Marketing Manager von LoeschPack: „Die Verpackungsmaschine startet erst dann, wenn alle Komponenten korrekt an ihrem Platz sitzen. Verwechslungen sind dadurch so gut wie ausgeschlossen.“ Vorgestellt wurde die neue Lösung erstmals auf der diesjährigen Interpack in Düsseldorf
Ausgelegt ist die zweistufige Falteinschlagmaschine LTM-DUO für Falteinschlagverpackungen von Schokoladentafeln.
Erste Wahl ist die Hightech-Anlage immer dann, wenn besonders hohe Flexibilität hinsichtlich der Verpackungsart, der Materialien oder der Verpackungsgrößen in Verbindung mit einem hohen Performanceanspruch gefordert ist. Sie bietet eine hervorragende Produktqualität und bewirkt einen besonderen Produktschutz auf Wunsch auch durch dicht versiegelte Packungen. Darüber hinaus besticht diese Art der Verpackung durch ihr äußerliches Erscheinungsbild mit einem straffen, das Produkt eng umschließenden Sitz und einem eleganten und fehlerlosen Faltbild. Das Anlagenkonzept mit seiner strikten Trennung von Antriebs- und produktführendem Teil garantiert ein hohes Maß an Hygiene bei gleichzeitig guter Zugänglichkeit für Bedienung, Reinigung und Wartung.
Die Anlage ist ein richtiges Multitalent: Verschiedenste Verpackungsarten sind mit bis zu zwei Hüllstoffen realisierbar. Selbst biologisch abbaubare Verpackungsfolie lässt sich verarbeiten. Dabei ist die LTM-DUO mit einer Leistung von bis zu 215 Tafeln/Minute so schnell, dass der Betrachter den vielschichtigen Abläufen erst dann folgen kann, wenn die Geschwindigkeit zu Demonstrationszwecken etwas heruntergeregelt wird. Er sieht dann staunend, wie in mehreren komplexen Arbeitsschritten an der ersten Station der Inneneinschlag und in der zweiten Station der Außeneinschlag als Ganzeinschlag wahlweise in Papier oder Karton mit einer extrem hohen Präzision erfolgt.Präzise Antriebe
Ähnlich einer Füllstandanzeige visualisiert die Balluff SmartLight den Fortschritt beim Umrüsten
Eine besondere Herausforderung sind die vielfältigen Bewegungen innerhalb der Anlage, die mit hoher Geschwindigkeit ineinandergreifen und deshalb streng koordiniert und absolut zuverlässig ablaufen müssen. LoeschPack setzt auf eine Kombination von mechanisch kurvengesteuerten Antrieben mittels zentraler Königswelle und servogetriebenen Bewegungen, z. B. für die Zuführtransporte. Die Königswelle mit zentraler Schmierung verfügt über gehärtete, maschinenspezifisch ausgelegte Kurvenscheiben mit speziell berechneten Kurvenprofilen, die dafür sorgen, dass alle Bewegungen und Aggregate fest gekoppelt, damit zwangsgeführt und streng koordiniert, auch bei hohen Geschwindigkeiten mit dem Hauptantrieb laufen. „Ihr Einsatz ist immer dort interessant“, so Krombholz, „wo viele komplexe und identische Bewegungen vorliegen und eine hohe Ausfallsicherheit über viele Jahre und Jahrzehnte gefordert ist. Dies gilt für unsere Anlagen, denn sie gehen im Schnitt zu 90 Prozent in den weltweiten Export."
Vollständiger Formatwechsel in Minuten
Um die Anlage maximal auszulasten und flexibel einsetzen zu können, ist ein schneller Formatwechsel unabdingbar. LoeschPack hat sich für Formatteile mit fixem Anschlag entschieden, denn diese erlauben es, Anpassungen an neue Rezepturen, Tafelgrößen und Materialien ohne aufwändige manuelle Einstell- und Justierarbeiten vorzunehmen. „Besondere Fachkenntnisse sind dazu nicht erforderlich“, so Christoph Krombholz. „Mit einem Gabelschlüssel als einzigem Werkzeug kann der Bediener sie auch ohne Zuhilfenahme eines Monteurs innerhalb von wenigen Minuten mit wenigen Handgriffen austauschen und befestigen. Dies spart Zeit und garantiert eine hohe Prozessqualität.“
Abweichungen von der Idealeinstellung durch eine fehlerhafte Justage, die zu Fehlern bei der Verpackung oder zu einem Stopp der Maschine führen könnten, sind somit praktisch ausgeschlossen. Bereitgestellt werden die Formatteile üblicherweise gesondert auf einem eigenen Wagen. Dies sorgt für den richtigen Überblick und verhindert Verwechslungen, denn häufig sind die Unterschiede nur minimal und lassen sich mit dem bloßem Auge kaum erfassen. Außerdem kann so der Ausstoß durch kurze Stillstandzeiten wirkungsvoll gesteigert werden.
Automatische Wechselteilerkennung mittels RFID
Mit der zweistufigen Falteinschlagmaschine LTM-DUO für Schokoladetafelnassen sich innovative Verpackungskonzepte flexibel umsetzen
Das Ultrahoch-Frequenz Industrial RFID System BIS U von Balluff sorgt dafür, dass die Wechselteile automatisch erkannt und identifiziert werden. An die Stelle von Metalletiketten zur Kennzeichnung der Wechselteile treten RFID-Datenträger, deren Identität von einer UHF-Schreib-/ Leseeinheit berührungslos und damit auch verschleißfrei ausgelesen wird. „Dies funktioniert selbst dann, wenn kein direkter Sichtkontakt besteht und /oder die Etiketten verschmutzt sind“, erklärt Industrie Managerin Christine Hanke von Balluff. Hauptbestandteile des Industrial RFID-Systems BIS U sind neben der Auswerteeinheit eine oder mehrere UHF-Richtantennen mit zirkulärer Polarisation sowie die bereits erwähnten Transponder für die Objektkennzeichnung.
Automatisch wertet die Maschinensteuerung sämtliche Informationen aus, initiiert entsprechend hinterlegte Aktionen und unterstützt so aktiv den Anwender. Eine LED-Signalleuchte mit IO-Link-Schnittstelle, die Balluff SmartLight, visualisiert durch einen Farbwechsel - ähnlich wie bei einer Füllstandsanzeige - den Fortschritt beim Umbau auch aus größerer Entfernung. Dafür bietet sie ein breites Farbspektrum mit frei einstellbarer Lichtintensität. Die Anlage startet erst dann, wenn alle Wechselteile an der richtigen Stelle platziert und fixiert sind. So lassen sich Maschinenschäden beim Anfahren durch Falschteile vermeiden.
„Das Besondere an der SmartLight ist “, so Christine Hanke von Balluff, „man kann sie ohne aufwändige Konfiguration per Hardware an nahezu alle möglichen Erfordernisse über die Steuerung flexibel anpassen. Damit entfällt das sonst übliche aufwändige Kombinieren verschiedenfarbiger Module zu einer Signalleuchte.“ Gleichzeitig eröffnet die Anbindung an die Steuerung über einen IO-Link-Master dem Anwender viele IO-Link-typische Vorteile, wie z.B. Plug and Play-Installation und problemlose Inbetriebnahme durch komfortable Parametriermöglichkeiten.
Das Balluff UHF-System fügt sich nahtlos in das Anlagendesign. Die besonders kompakten Datenträger mit Abmessungen von 7,1 x 3,1 x 13,1 mm sind absolut plan und lassen sich ohne überzustehen an den Formatteilen anbringen. Da sie eine fest im Speicher verankerte Seriennummer tragen, den sogenannten UID-Code (Unique Identification), können die Formatteile zweifelsfrei erkannt werden, dies funktioniert auch auf den metallischen Untergründen. Das war auch eine der wesentlichen Anforderungen von LoeschPack.
Die passiven Datenträger benötigen dabei keine eigene Stromversorgung, denn sie beziehen ihre Energie von der UHF-Schreib-/Leseeinheit. Batterien sind somit unnötig. Elektronik und Antenne sind im Tag integriert. Mit den passiven Tags bietet die UHF-Lösung Reichweiten von bis zu 6 Metern und damit eine hohe Erfassungssicherheit. Das System ist Pulk-fähig, somit können alle Wechselteile im Erfassungsbereich einer Antenne unabhängig von ihrer räumlichen Orientierung zeitsparend, auf einen „Rutsch“ ausgelesen werden. Weiterer Vorteil dieser Technologie im Vergleich zu klassischen Identifikationsverfahren, wie z.B. Barcodes, ist die Möglichkeit, Daten wie die jeweilige Nutzungsdauer der Wechselteile auf das Tag einzulesen und diese Information dann kontinuierlich bei jedem Einsatz fortzuschreiben, was bislang aber bei dieser Anlage noch nicht genutzt wird.
Mit dem Balluff RFID-System BIS U ist die LTM-DUO auch für den weltweiten Einsatz gut gerüstet, denn die RFID-Lösung von Balluff arbeitet mit einer Frequenz von 860 bis 920 MHZ und entspricht den globalen Standards ISO 18000-6C sowie EPC Gen 2 Class 1. Außerdem kann die Lösung mittels weltweit eingesetzter Standard-Schnittstelle auch bei bereits bestehenden Installationen ohne größeren Aufwand nachgerüstet werden.