Der erste Prozessschritt:....

© VMS

Konkret waren bei der zu realisierenden Maschine 38 verschiedene Achsen zu koordinieren, wobei diverse Motor-Getriebe Technologien für unterschiedlichste Funktionen und Performance-Anforderungen zum Einsatz kommen – von den Servo-Kegelradmotoren über Servo-Planeten-Motoren bis hin zu Präzisions-Servo-Getriebemotoren mit Zykloidgetriebe. Die Präzisions-Servogetriebe kommen unter anderem beim Transportband im Zusammenhang mit dem Thema Kettenlängung, Steifigkeit und präziser Vorschub zum Einsatz sowie beim Deckelaufleger, bei dem es auf Spielfreiheit und Präzision beim Auflegen des Deckels ankommt. Servo-Planeten-Getriebemotoren wiederum sorgen für Präzision und Dynamik unter anderem bei den Reiberantrieben und die Kegelrad-Servo-Getriebemotoren tragen den hohen Anforderungen an die Kraftübertragung bei den Kolben Rechnung.

....Der Zangenabstapler (Detailbild) vereinzelt die Becher.

© VMS

Mit Hilfe der Motion-Control-Technologie von SEW, bei der ein hochperformantes Mehrachs-Servosystem im Zusammenspiel mit vorgefertigten Softwarebausteinen eine hohe Maschinenperformance wie auch eine schnelle und einfache Inbetriebnahme ermöglicht, war Emmi schließlich in der Lage, Kurvenscheiben zu simulieren und darauf basierend alle Bewegungen letztlich so auszuführen, dass die präzise Koordination selbst bei hohen Geschwindigkeiten gewährleistet ist. Ein Füller, wie er bei der Maschine für Emmi verbaut ist, zeichnet sich durch ein komplexes mechanisches Zusammenspiel aus. Das heißt, dass es zum Beispiel beim Durchtauchen der Becher nur sehr enge mechanische Baulücken gibt. Mit anderen Worten: Die Achsen in der Maschine sind an vielen Stellen stark kollisionsgefährdet. Gäbe es keine präzise Koordination im Echtzeit-Zyklus, ließen sich solche Maschinen nicht elektronisch realisieren.

Die Motion-Control-Architektur von SEW-Eurodrive lässt sich nahtlos in die Automatisierungs- beziehungsweise Maschinenarchitektur von VMS einpassen, indem die Einbindung von Fremdperipherie wie Sensorik und Sicherheitskomponenten ebenso einfach vorgenommen kann wie die Ankopplung an Steuerungen oder HMI-Panels von Drittanbietern. „Somit können wir den Motion-Controller sehr schnell mit der komfortablen SEW-Software programmieren, während die Ansteuerung der Maschine durch eine übergeordnete Steuerung erfolgt“, so Daniela Kraft.

Eine Software für alle Engineering-­Aufgaben

Das Zellenbrett mit den Gebinden (Bechern): Gut sichtbar sind die Füllstellen. Die dichtungslosen Kolbenfüller ermöglichen eine über Jahre gleichbleibend hohe Füllgenauigkeit.

© VMS

Apropos Programmierung: Solch leistungsfähige und durchaus komplexen Abfüllmaschinen, wie VMS sie entwickelt und umsetzt, erfordern bisher viele verschiedene Engineering-Tools (Inbetriebnahme, Programmierung, Diagnose etc.). Damit einher gehen in der Regel die Notwendigkeit zur Verwaltung diverser Schnittstellen, eine zeitaufwendige Maschinenprogrammierung und nicht zuletzt die Einarbeitung in viele unterschiedliche Software-Oberflächen. Eine entscheidende Vereinfachung für VMS hat sich diesbezüglich durch den Einsatz der neuen Automatisierungsplattform Movi-C von SEW mit der Engineering-Software Movisuite ergeben. Dieses All-in-one-Tool ist gleichermaßen bei der Planung, der Inbetriebnahme, der Bedienung und der Diagnose verwendbar – egal ob Standard- oder funktional sichere Komponenten, ob einzelner Umrichter oder ganze Maschine beziehungsweise Anlage.

Der gesamte Transportprozess erfolgt kontinuierlich über Servoantriebe. Im Bild: die Antriebe zur Fülltechnologie – Becher anheben, Kolben (Produkt anziehen und ausstoßen) sowie Reiber (Öffnen der Produktzufuhr in das Gebinde).

© SEW-Eurodrive

Ergänzend zur klassischen Programmierung reduziert eine Vielzahl von Applikationsmodulen deutlich die Komplexität. Dadurch lassen sich anspruchsvolle Bewegungskinematiken durch einfache Parametrierung realisieren. Ein weiterer Vorteil der Lösung ist die Durchgängigkeit: vertikal von der Steuerung bis zum Getriebemotor sowie horizontal durch alle Elektronikkomponenten. Das bedeutet: Eine Oberfläche statt verschiedener SW-Tools oder Produkte, die wiederum andere Tools und Oberflächen zur Inbetriebnahme oder für Service-Zwecke benötigen. Außerdem entfallen zusätzliche Datenschnittstellen beziehungsweise der damit in der Regel verbundene Programmieraufwand.

Der Deckelaufleger mit dem Plug-In Deckelsterilisation. Der Sterilbereich ist vollständig von den Antriebselementen getrennt. Das ermöglicht einen schnellen und einfachen Wartungszugang.

© VMS

Neben der Flexibilität in Sachen Engineering sowie bei der Wahl der übergeordneten Steuerungen ist das Thema Service von großer Bedeutung für VMS – hat sich das Unternehmen doch ursprünglich aus einem Servicedienstleister für die Wartung von aseptischen Verpackungsmaschinen entwickelt. Auch heute noch bietet VMS kundenspezifische Serviceleistungen an: Wartung, Reparatur, Umbau oder Modernisierung von Verpackungs- und Abfüllmaschinen verschiedener Fabrikate. Weil die Abnehmer der Maschinen unter erheblichem Zeitdruck stehen, ihre Lieferverpflichtungen einzuhalten, ist VMS darüber hinaus auf einen reaktionsschnellen Service durch seine Zulieferer angewiesen – und hat in SEW-Eurodrive dafür den richtigen Partner gefunden. 

Erste Schritte in Richtung virtuelle Realität

Der technologische Wandel schreitet unaufhaltsam voran. Um hier Schritt zu halten, ist VMS gerade dabei, zusammen mit SEW-Eurodrive zukunftsweisende Condition-Monitoring-Lösungen für die Maschine zu entwickeln, bei denen Technologien aus der Virtuellen Realität zum Einsatz kommen. Ein erstes Konzept wurde mit Hilfe der Movi-C-Automatisierungsplattform in einem Testfüller implementiert.

Die gemeinsam mit SEW-Eurodrive entwickelt VR-Lösung soll in Zukunft unter anderem für die Durch­führung von Trainings mit dem Wartungspersonal zum Einsatz kommen.

© VMS

Alle relevanten Daten und Statusinformationen  der Automatisierungskomponenten wurden dazu im Automation Controller von SEW als digitaler Zwilling hinterlegt und können durch den Einsatz des herstellerunabhängigen Kommunikationsprotokolls OPC UA dann drahtlos an einen OPC-UA-Client – zum Beispiel an eine Hololens-Brille – gesendet und auch per Smart-Remote-Services gekoppelt werden. Dadurch ist es etwa im Servicefall aber auch bei Wartungsintervallen möglich, bei verbauten Komponenten sehr schnell Service-Diagnosen durchzuführen. Dies spart Zeit und verringert ungeplante Stillstandzeiten.

Autor: 
Heiko Füller ist der Leiter Marktmanagement bei SEW-Eurodrive.