Automatisierte Verpackungsprozesse von Hygieneprodukten decken die vollständige Bandbreite von der Zuführung der Produkte bis hin zur Palettierung für den Versand ab. Aufgrund der zunehmenden Produktvarianten und Anforderungen der internationalen Märkte müssen sich in einer einzigen Maschine alle Größen von Kleinverpackungen bis hin zu Großpaketen verarbeiten lassen. „Unsere Kunden benötigen unterschiedliche Arten von Verpackungen, Stapellungen und Fassungsvermögen“, sagt Claus Ullrich, Technischer Leiter bei Intigena Produktion. Der Anbieter von Hygieneprodukten in Europa muss auf die Anforderungen des Marktes schnell reagieren können. Deswegen suchte Ullrich nach Lösungen, mit denen eine schnelle Umrüstung möglich ist, um die Flexibilität und den Maschinendurchsatz zu erhöhen. „Die vorherige Lösung hatte in puncto Geschwindigkeit ihre Grenzen erreicht“, sagt Ullrich.
Für den Transport und die Bündelung der zu verpackenden Produkte kamen lineare Antriebssysteme mit langen Riemen und festen Schaufeln zum Einsatz. Eine solche Konfiguration erforderte bei allen Produktwechseln Umbauarbeiten zum Anpassen der Riemen auf die neue Produktgröße. Jeder Wechsel für sich allein beanspruchte zwar nicht allzu viel Zeit. Wenn jedoch vier oder fünf Wechsel in einer Schicht durchzuführen waren, summierten sich die Ausfallzeiten. Zudem konnten aufgrund der eingesetzten Kettenlösung keine höheren Geschwindigkeiten erzielt werden.
Intelligentes Antriebssystem
Um dem höheren Anspruch gerecht zu werden, hat Optima Nonwovens für Intigena Produktion eine neue Verpackungs-/Stapelmaschine für Windeln entwickelt. Der Hersteller setzt im Bereich Entwicklung und Projektplanung auf moderne Engineering-Technik. Daher kommt in der neuen Maschine das lineare Antriebssystem iTrak von Rockwell Automation zum Einsatz. Da in 95 Prozent der Maschinen bereits Allen-Bradley-Produkte von Rockwell Automation zum Einsatz kommen, lag der Wechsel zu einer iTrak-Lösung sehr nahe.
Die Lösung umfasst mehrere Mover, die sich auf Geraden und Kurven unabhängig voneinander steuern lassen. Damit entfallen die Einschränkungen eines Riemensystems mit festen Schaufeln. Mit seinen Funktionen vereint das System sowohl Linear- als auch Rotationsbewegungen. Diese flexible, vollständig integrierte Lösung steigert den Produktionsdurchsatz, senkt den Wartungsaufwand, verringert die Gesamtgröße der Maschine und verkürzt in diesem Fall auch die Umrüstzeiten. Das iTrak-System ist Teil einer Integrated-Architecture-Lösung von Rockwell Automation, die zum Steuern und Regeln der meisten Primärfunktionen der Maschine verwendet wird. Das Herzstück ist die programmierbare Allen-Bradley-Automatisierungssteuerung ControlLogix zusammen mit der Bedienerschnittstelle PanelView Plus 7. Neben der iTrak-Servolösung nutzt die Maschine Servomotoren und Allen-Bradley-Mehrachsen-Servoantriebe des Typs Kinetix 6000.
Eine integrierte Lösung
Die Servolösungen werden für viele Arbeitsschritte und Funktionen eingesetzt. Dazu gehören das Zuführen der Windeln in die Pakete, der Antrieb der Riemen zum Transport der Produkte zwischen den Stationen, der Antrieb der Drehteller, die beiden Kompressionsschritte, die Produktpositionierung, das Verschweißen der Verpackungen, die Entnahme der Verpackungen und der endgültige Transport zum Ausschleuseband. Während des Betriebs werden die einzelnen Vliesstoffprodukte durch den Stapler von der Fertigungsmaschine übernommen, gezählt und in Standardeinheiten zusammengefasst. Der Hochgeschwindigkeitsstapler übernimmt den ersten Pressvorgang, bevor ein Schieber die separierten Produktstapel an die Handling Unit übergibt, welche mit der Verpackungsmaschine verbunden ist. Die Stapel werden erneut gepresst und entweder in Schichten oder Reihen angeordnet und zur Verpackungsmaschine transportiert. Der Maschine werden Folienbeutel zugeführt und die Produktstapel zum Hauptkompressionsvorgang weitergeleitet. Ein Schieber lädt die Produktstapel in das iTrak-System, in dem sie mithilfe der Mover einzeln bewegt, positioniert und in die Beutel geschoben werden. Diese werden verschweißt und zur weiteren Verarbeitung, zum Beispiel für Sekundärverpackungen, transportiert.
Oliver Rebstock, Geschäftsführer von Optima sagt: „Mit dem Hochgeschwindigkeitsstapler kann Intigena jetzt bis zu 1600 Produkte pro Minute verarbeiten. Außerdem haben wir den Engpass bei der Zuführung in den Stapler beseitigt.“ Intigena spart nun ungefähr 15 Minuten oder 50 Prozent Zeit pro Formatumrüstung. Die Transportkassetten werden für einen Wechsel auf eine dickere oder dünnere Windel oder andere Produktanzahl entsprechend angepasst. Die Anpassung der Transportkassetten erfolgt dabei ausschließlich an der Bedienerschnittstelle und kann während der Produktion erfolgen. Darüber hinaus wird während dieser Zeit die Haltefunktion zur Stabilisierung der Produkte in der Kassette aufrechterhalten. „Der vereinfachte Formatwechsel hat eine positive Auswirkung auf die Overall Equipment Efficiency (OEE), die Maschineneffizienz“, sagt Rebstock. Sogar dann, wenn es nur einen Formatwechsel pro Schicht gibt. Viele Vliesstoffprodukte müssen ihre Formate jedoch häufiger wechseln – bis zu vier Wechsel pro Schicht sind keine Seltenheit mehr. „In diesem Fall ist klar, dass ein schneller Wechsel viel Zeit spart“, sagt Rebstock.
Laut Helmut Krasko, Senior Account Manager bei Rockwell Automation, erübrigen sich durch die iTrak-Lösung alle Einschränkungen einer durch Riemen angetriebenen Infrastruktur. „Darüber hinaus lässt sich die Anlage durch das Hinzufügen von Movern einfach erweitern. Bislang waren bei Änderungen der Produktgröße oder des Verpackungsformats viele mechanische Anpassungen notwendig. „Mit iTrak ist all das automatisch durch die programmierbare Automatisierungssteuerung über die Eingaben an der Bedienerschnittstelle durchführbar“, sagt Krasko.
