Technologiepakete für den Verpackungsmaschinenbau

Roboterautomation aus dem Baukasten

� AUTOR

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� Pester pac automation, Wolfert-schwenden, ist spezialisiert auf Systeme für die Endverpackungsautomation. Das Produktspektrum reicht von der Folien-verpackung über die Kartonverpackung bis hin zur Palettierung. Zu seinen Kun-den zählt Pester namhafte Konzerne der Pharma-, Kosmetik- und Food-Industrie. Zur diesjährigen interpack erweitert das Unternehmen mit pac robot 2, 3 und 4 sein Produktportfolio um eine neue Ge-neration von Robotersystemen für Ver-packungsanlagen. Eine simple Kinematik führt bei den pac robot-Systemen zu einem geringen Ei-

gengewicht, woraus eine hohe Dynamik und Traglast resultiert. Mit seinen drei Achsen deckt der pac robot 3 einen gro-ßen Arbeitsbereich ab und führt zweidi-mensionale Bewegungen aus. Der pac ro-bot 4 erschließt mit einer weiteren Achse die dreidimensionale Bewegung frei im Raum mit einer höheren Dynamik. Beide Roboter wurden mithilfe eines Equip-

Auf Grund der positiven Resonanz auf das letztes Jahr vorgestellte Technologie-Paket für Schlauch-beutelmaschinen setzt Elau den eingeschlagenen Kurs mit wei-teren Lösungen fort: Pester stellt zur interpack eine neue Generati-on von Robotern für Endver-packungslösungen vor. Diese ent-standen komplett auf der Basis des Technologie-Pakets Roboter, das ebenfalls erstmalig zur inter-pack präsentiert wird.

Sabine Gaus ist bei Pester pac auto-mation für Marketing + PR zuständig, Marco Rüb für Corporate Communicati-ons bei der ELAU AG.

Elau stellt zur interpack Technologiepakete für Pick & Place-Anwendungen, Kartonierer, Sammel-packer, Verschließer, Schlauchbeutelmaschinen und Etikettierer vor; das Equipment-Modul Roboter ist in den Paketen Pick & Place sowie Sammelpacker enthalten.

ELAU Halle 7 A, Stand E 17

PESTER Halle 15, Stand B 32

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ment-Moduls für Roboter automatisiert, das ein Teil der neuen Technologiepakete von Elau ist. Elau stellte bereits letztes Jahr zur Fachpack ein Technologiepaket für Schlauchbeutelmaschinen vor und präsentiert jetzt zur interpack auf Grund der positiven Resonanz die neuen Tech-nologiepakete Kartonierer, Sammel-packer und Pick & Place sowie Verschlie-ßer und Etikettierer. Mit neuen, umfang-reichen Softwaremodulen lassen sich auch verschiedenste Roboter-Kinemati-ken wie Knickarm-, Gantry-, Delta-, Scara- oder Portalroboter einfach als Equip-ment-Modul realisieren.

Technologiepakete nach dem Baukastenprinzip Mit einer skalierbaren Hardware-Palette aus Steuerungen, Antrieben und HMIs (Bedienpanels) stehen dem Maschinen-bauer abgestimmte Systemkomponen-ten für die jeweilige Anforderung zur Verfügung. Mit vorgefertigten Software-bausteinen, die neben den Motion Con-trol-Funktionalitäten auch die komplet-ten logischen Verknüpfungen eines Ma-schinenmoduls beinhalten, lassen sich schnell und einfach standardmäßige Grundfunktionalitäten in ein Maschi-nenprogramm integrieren. Dadurch sinkt der Engineering-Aufwand für die Reali-sierung von Standardfunktionen, die Im-plementierung von Sonderfunktionen und anwendungsspezifischen Erweite-rungen wird zum ‘Kinderspiel’. �

Die Funktionsbau-steine setzen sich nach dem Lego- Prinzip zu größeren Einheiten (Techno -logiefunktionen, Equipment-Module, Technologiepakete) zusammen, die alle in die Elau-Programm-struktur integriert werden.

� KOMPAKT

Elau präsentiert zur interpack neue Technologiepakete für Schlauchbeu-telmaschinen, Kartonierer, Sammel-packer, Pick & Place, Verschließer und Etikettierer. Pester pac automation au-tomatisierte seine beiden neuen Ro-boter mithilfe eines Equipment-Mo-duls für Roboter, das Teil der neuen Technologiepakete ist. Der Maschi-nenbauer legt hier nur noch die Kine-matik fest, parametriert den Roboter und synchronisiert ihn auf externe Achsen. Die Bewegungsbahn des Ro-boters lässt sich mit Punkten im Be-wegungsraum vorgeben, die Umrech-nung in Positionen der Roboterachsen übernimmt die PacDrive-Software. Bei dem Konzept lassen sich Ver-packungsmaschine und integrierter Roboter mit einer einzigen Steuerung automatisieren.

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IN DER PRAXIS

Der interpack machinery guide, der zur interpack erscheint, listet alle dort ausstellenden Verpackungsma schi -nen bauer mit Halle und Stand auf. Die Druckschrift enthält daneben einen Hallenplan sowie ein kurzes Markt- und Maschinenportfolio aller Maschi-nenbauer, die PacDrive-Steuerungen von Elau einsetzen. Das Werk doku-mentiert damit nicht nur den Erfolg des Automatisierers, sondern bietet als Referenzliste die Möglichkeit, reali-sierte Anwendungen auf der Messe in Augenschein zu nehmen. Er ist unter anderem auf dem Messestand von Elau in Halle 7A, Stand E17 erhältlich.

VERPACKUNGSTECHNIK

Alle Systemfunktionen aus der ’Roboterbibliothek‘ Das bestätigt auch Lorenz Fleschutz, Lei-ter der Abteilung Software Engineering bei Pester: „Nur durch die ’Roboterbiblio-thek’ von Elau wurde die Entwicklung des pac robot möglich. Alle Systemfunktio-nen werden durch das Technologie-Paket abgedeckt. Dadurch können wir uns auf unsere Kernaufgabe, das Produkthand-ling im Verpackungsprozess, konzentrie-ren.“ Und diese Konzentration auf´s We-sentliche ist auch erklärtes Ziel bei Pes-ter: „Wir möchten uns nicht mit Transfor-mationen rumschlagen. Da müsste ich mir einen Mathematiker einstellen, der mindestens vier Wochen nichts anderes tut, als diese Transformationen oder an-dere Systemfunktionalitäten zu berech-nen!“ Das Equipment-Modul Roboter, das bei den beiden Pester-Robotern Anwendung findet, kann nach dem Baukastenprinzip in die Maschinen-Software integriert werden. Nach der Festlegung der Kine-matik folgt das Parametrieren der Robo-ter und das Synchronisieren z. B. auf För-derbänder oder externe Masterachsen. Die Bewegungsbahn des Roboters lässt sich in Form von Punkten im Bewegungs-raum vorgeben. Die Umrechnung der Ko-ordinaten im kartesischen Raum in die Positionen der einzelnen Roboterachsen führt die PacDrive-Software automatisch und in Echtzeit durch.

Ein weiterer Vorteil, der mit den Tech-nologie-Paketen einher geht, ist die Mo-dularität des Ansatzes: Ist ein Anwender-Programm beispielsweise für einen Pa-lettier-Roboter geschrieben, lässt sich die Kinematik einfach durch den Austausch des Bausteins für die Kinematik-Transfor-mation ändern. Damit sind schnelle Re-aktionen möglich, sollte ein Anwender statt eines Portalroboters in einer ande-ren Anwendung einen Delta-Roboter be-nötigen. Der Rest der Maschinen-Soft-ware bleibt unverändert erhalten.

Modularität in Design, Bauweise und Software Hier sieht auch Pester-Entwicklungslei-ter Hans Haug die Zukunft für das Varian-ten-Management. Pester hat bei seiner neuen Maschinengeneration konse -quent modularisiert, verbunden mit der Einführung von Produktkonfiguratoren.

Dadurch spiegelt sich das modulare Bau-kastenprinzip nicht nur im Maschinende-sign und in der Mechanik wider, sondern auch in der Software. Für dieses Konzept bieten neben den von Pester entwickel-ten Bausteinen auch Equipment-Module von Elau die Grundlage. Konsequent wer-den mechanischen Funktionsbaugrup-pen entsprechende Softwaremodule (Equipment-Module) zugeordnet und so-mit die Maschinenmodularität in Automatisierungssoft ware abgebildet. Die Validierung der Softwaremodule nach FDA, GMP/GAMP und CFR 21, Part 11 trägt dabei direkt zur Software-Qualität bei. Pester präsentiert die beiden neuen, auf Elau-Technik basierenden Roboter erst-malig auf der interpack. Der pac robot 3 wurde in einen Straffbanderolierer im Hochleistungssegment integriert, der pac robot 4 in eine Top Loading Roboter-zelle zur Befüllung von Trays aus einer Tiefziehmaschine. Der Straffbanderolierer Pewo-pack 450 Compact verpackt mit einer Folienbreite von bis zu 450 mm alle gängigen Größen von Form- und Tablettenflaschen für Kos-metik- und Pharmaprodukte. Diese Linie kann die vom Handel geforderten Sech-ser-Gebinde verpacken. Durch ihre mo-dulare Bauweise und mehrere Zufüh-rungsvarianten stellt sich die Anlage fle-xibel auf Produktänderungen ein.

Bis zu 300 Flaschen pro Minute ‘im Griff’ Aus der Etikettiermaschine kommen bis zu 300 Flaschen, die eine Wendegrup-

Der Pester Straffban-derolierer PEWO-pack 450 Compact mit in-tegriertem Roboter des Typs pac robot 3

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Das neue modulare Top Loa-ding Concept von Pester mit pac robot 4 – das System han-delt kameragesteuert Produk-te mit bis zu 100 Zyklen.

VERPACKUNGSTECHNIK � BRANCHENFOKUS

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pierschnecke übernimmt. Der pac robot 3 holt gleichzeitig zwei komplette Gebinde zu je sechs Flaschen mit zwei pneuma-tisch gesteuerten Greifwerkzeugen aus der laufenden Wendegruppierschnecke. Diese setzt er mit einer 90°-Drehung syn-chron auf das Zuführband des Bandero-lierers. Von einem kontinuierlich arbei-tenden Einschieber werden die Gebinde mit 50 Takten einbahnig in die servoge-steuerte Siegeleinheit geschoben, mit ei-ner PE-Folie straff umhüllt, versiegelt und geschrumpft. Alle Schritte sind synchro-nisiert und finden im Gegensatz zur ge-takteten Vorgängermaschine im kon-tinuierlichen Durchlauf statt. Der pac robot 4 ist Kernstück einer Top Loading-Roboterzelle für Verpackungs- und Handling-Aufgaben im Pharma-,

Kosmetik- und Foodbereich. Auf dem in-terpack-Stand befüllt die Roboterzelle die von einer Multivac-Tiefziehmaschine R 140 vorbereiteten Trays mit Faltschach-teln. Der Roboter greift hier jeweils ge-zielt eine Faltschachtel, die willkürlich auf dem Laufband ankommt. Eine integ -rierte Kamera überwacht den Vorgang. Eine in den Roboterbaustein integrierte Beschleunigungsüberwachung kontrol-liert online und richtungsabhängig die Beschleunigung bzw. Fliehkraft, die auf das im Greifer befindliche Produkt ein-wirkt. Die Steuerung errechnet auto-matisch die mögliche Höchstgeschwin-digkeit und reduziert die Geschwindig-keit jeder Achse auf diesen Wert. Nach Stopp oder Notaus kann der Roboter auf die abgebrochene Bahnkurve zurückfah-

ren. Somit ist eine einfache Synchronisa-tion der Roboterbewegungen mit den anderen Achsen der Verpackungsmaschi-ne auch in Ausnahmesituationen mög-lich. Bei bis zu 100 Zyklen pro Minute kann die Maschine so selbst unförmige oder instabile Produkte verpacken, die ein sensibles Handling erfordern.

Keine Spezialsteuerungen erforderlich Das Equipment-Modul für Roboterapp-likationen vereinfachte die software -seitige Integration in die bestehende Verpackungsanwendung maßgeblich. Außerdem lassen sich sowohl die Ver-packungsmaschine als auch der integ -rierte Roboter mit einer einzigen Elau-Steuerung automatisieren. Der Einsatz von proprietären Spezialsteuerungen ist nicht mehr notwendig. Auch die aufwän-dige Synchronisation der Robotersteue-rung mit der Maschine entfällt.

Leistungs-daten der neu-en pac robots von Pester

� KONTAKT

Roboter-Automation 781 Elau www.elau.de Pester pac automation www.pester.com

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