Servotechnik intelligent eingesetzt #####

Der Verpackungsmaschinenbauer Carpentier hat unlängst einen neuen Kartonierer mit acht Achsen vorgestellt. Das Besondere am Maschinenkonzept: Die Servoumrichter sind komplett aus dem Schaltschrank verschwunden und durch die I/O-Funktionalität der Servomodule konnte der bisher notwendige I/O-Bus entfallen.

Der Verpackungsmaschinenbauer Carpentier hat unlängst einen neuen Kartonierer mit acht Achsen vorgestellt. Das Besondere am Maschinenkonzept: Die Servoumrichter sind komplett aus dem Schaltschrank verschwunden und durch die I/O-Funktionalität der Servomodule konnte der bisher notwendige I/O-Bus entfallen.

Das 1996 gegründete Unternehmen Carpentier Verpackungsmaschinen ist trotz der relativ kurzen Zeit seines Bestehens kein Unbekannter in der Branche und hat Namen wie Frosta, Apetito, DEVAU-GE, Milksnack oder Swisslion auf seiner Kundenliste stehen. Ende letzten Jahres stellte Carpentier mit dem Typ HK 10 einen ersten eigenen Horizontal-Kartonierer vor. Die Maschine ist als klassischer Horizontal-Kartonierer konstruiert und verpackt die unterschiedlichsten Produkte im mittleren Leistungsbereich mit etwa 200 Takten pro Minute in vorverleimte Faltschachteln. Ein Rotationsableger legt hierzu die Faltschachtel in Laufrichtung in die Faltschachtelkette ein. Faltschachtel und Produkt laufen parallel, während des Durchlaufs transportieren mitlaufende Schieber das Verpackungsgut kontinuierlich in die Schachtel. Anschließend wird die Faltschachtel mit dem Hotmelt-Verfahren verschlossen, wobei angetriebene Andruckbänder für eine sichere Verklebung der Laschen sorgen.

Mit Zielrichtung auf ein Maximum an Flexibilität erfolgte die Auslegung der Steuerungstechnik des Kartonierers komplett auf Basis von Servo-Technologie: Mitnehmer- und Gegenhaltekette, Produktband mit Ladevorrichtung, Rotationsableger und Lascheneinleger des Kartonierers werden von Servomotoren angetrieben. Ein C400-PacDrive-Controller von Elau steuert sowohl die Servoantriebe als auch alle anderen Abläufe der Maschine, einschließlich der Hotmelt-Verklebung. Mechanische Verstellungen, die bei Produktumstellungen notwendig sind, lassen sich durch Verstellräder mit Anzeige der Spindelstellungen schnell und reproduzierbar vornehmen. Bei Bedarf ist eine Automatisierung der manuellen Einstellungsvorgänge durch Kleinantriebe möglich; die Maschine ist dann bei Produktwechseln praktisch auf Knopfdruck umstellbar.

Während die ersten, auf Servotechnik basierenden Aufrichter aus dem Jahr 2004 über einen getrennten Aufbau von Servomotoren und Regel-Elektronik verfügten, als Antriebsbus Sercos verwendeten und für Kommunikation auf I/O-Ebene den Profibus, eröffnete sich mit der Vorstellung der iSH-Servomodule von Elau neues Potenzial bei der Entwicklung der aktuellen Maschinengeneration. Dadurch, dass die iSH-Servomodule über eine integrierte Regel-Elektronik verfügen, ließen sich mit einem Schlag alle Servoverstärker aus dem Schaltschrank ins Feld verlagern. Verbindendes Element zwischen Steuerung, Netzteil und Servomodulen ist ein Konzept aus Verteilerboxen und Hybridkabeln, welche die Zwischenkreis- und Steuerspannung sowie die Kommunikationssignale vom Antriebsbus gemeinsam übertragen. Der Antriebsbus wird durch das Netzteil geschleift und von dort zusammen mit der Versorgungsleitung mit vorkonfektionierten, beidseitig steckbaren Hybridkabeln über Verteilerboxen ins Feld geführt. Mit diesen Verteilerboxen und ihren je fünf Anschlüssen eignet sich das Konzept gleichermaßen für den Aufbau von Linien- und Baumstrukturen; auch ein Mix aus beidem ist möglich. Dadurch, dass sich die Verkabelungstopologie flexibel an die Gegebenheiten der jeweiligen Maschinen anpassen lässt, reduzieren sich Kabellängen laut Hersteller Elau um bis zu 70 % gegenüber einer herkömmlichen Verkabelung.