Das belgische Unternehmen TG Packaging entwickelt und baut vollautomatische, an die Bedürfnisse im Lebensmittelbereich angepasste Verpackungsmaschinen und komplette Produktionslinien. Kekse können damit ebenso wie Waffeln, Kaffee und auch Tiernahrung portions- oder stückweise gestapelt, in Trays geladen und verpackt werden. Der laut eigenen Angaben Marktführer in der Handhabung und Verpackung unter anderem von Keks-Fourré – das sind die Doppeldecker-Kekse mit dazwischenliegender Schokocreme-Füllung – brachte vor Kurzem für die Faltverpackung mit ‚Easy-Open-System‘ der beliebten Nascherei eine neue Highend-X-Fold-Maschine unter der Bezeichnung ‚CM90 X-Fold‘ zur Serienreife. Die Automatisierungstechnik dafür stammt von Sigmatek, dessen niederländischer Partner Sigmacontrol das Projekt mit seinem Know-how unterstützte. Die kompakten, robusten Hardware-Komponenten des Salzburger Herstellers punkteten in Sachen Platzersparnis ebenso wie die disziplinübergreifende, objektorientierte Engineering-Software ‚Lasal‘ beim Zeitaufwand fürs Programmieren. Herausgekommen ist eine effiziente All-in-one-Lösung, die eine Durchgängigkeit von der Steuerung bis zu den Antrieben sowie von der Sicherheitstechnik bis zur Visualisierung gewährleistet.

Smarte Konstruktion für mehr Effizienz

Vergleicht man die ‚CM 90‘ mit dem Vorgängermodell ‚CM 60‘, so unterscheiden sich die beiden bereits in der Grundkonstruktion: Alle Maschinenkomponenten sind bei der CM 90 auf einer circa 10 cm dicken Aluminiumplatte montiert; so können Spiel und Drehmoment auf ein Minimum reduziert werden und die Maschine bei Bedarf mit den notwendigen Modulen erweitert werden. Zwei redundante vollautomatische Folienwalzen sorgen bei der neuen Maschine für die fließende Übergabe der Folie.

Zwar gibt es dieses System schon viele Jahre für Schlauchbeutelmaschinen, sogenannte ‚Flow-Packer‘, bislang jedoch nicht für X-Falt-Maschinen: Bei einem Flow-Packer läuft die Folie kontinuierlich durch und wird dann abgeschnitten, bei der X-Faltung nimmt man immer ein Stück Folie und das Produkt wird durchgeschoben. Mit einem servogesteuerten Arm wird die intermittierende Bewegung in eine kontinuierliche Bewegung umgewandelt. So konnte der Splicer des Flow-Packers in die neue Maschine integriert werden – ein großer Vorteil. Zu den weiteren Besonderheiten, die bei dieser Maschine umgesetzt wurden, zählen etwa ein automatisches Schmiersystem sowie Sensoren, die jeden Schritt des Prozesses verfolgen, zum Beispiel die Höhen- und Positionskontrolle der Zuführung, die Positionen der Folie und Wellpappe oder die Slug-Einzugsbreite.

Die so gewonnenen Daten werden in der Maschine gespeichert, analysiert und zur Optimierung des Verpackungsprozesses verwendet. Für die Qualitätskontrolle ist ein Inspektions- und Ausmusterungssystem sowohl bei der Zuführung als auch der Ausgabe integriert. Zum Ausschuss kommt es unter anderem bei falscher Position der Folie, der falschen Positionierung des Aufreißbandes oder bei schlechter Verklebung. Der Ausschuss respektive die ausgemusterten Produkte können jetzt auch über die Software zurückverfolgt werden. So lassen sich die Ursachen für einen etwaigen Effizienzverlust einfacher ergründen.

Höhere Produktivität durch Servoantriebe

Die Produktion von 60 auf 90 verpackte Einheiten pro Minute zu steigern, ist speziell bei einem Maschinenkonzept, das schon zuvor für diese Art der Verpackung Maßstäbe setzte, beachtlich. Der Trick liegt in der Handhabung der Folie durch die Maschine. Dazu werden servogesteuerte Zangen verwendet, welche die Folie festhalten und straffziehen. Dadurch wird die Position sehr genau erkannt und die Folien können sich schneller bewegen, als das bei einem Ketten- oder Zahnradantrieb der Fall wäre.

In puncto Durchlaufgeschwindigkeit ist der Arbeitsgang für die Versiegelung der Längsnaht das Nadelöhr für die Produktivität. Die CM 90 verfügt deshalb über eine Versiegelungsstation mit einem Karussell, in dem die Heiß-Versiegelung in zwei Schritten entlang der rollenförmigen Verpackung erfolgt, bevor die Enden der Keksrolle im so genannten Faltschrank mit der X-Faltung versehen werden. Insgesamt durchläuft das Produkt sechs Siegelstationen. Daraus resultieren mehr Geschwindigkeit, keine Unterbrechung durch Folienwechsel und schneller Formatwechsel beim Produktwechsel. Ermöglicht wird dies durch servomotorgesteuerte intelligente Abläufe, die letztlich für mehr Produktivität und weniger Ausschuss sorgen.

Komplexe Abläufe kompakt automatisiert

TG Packaging hat seine komplette Linie mit einer durchgängigen Automatisierungslösung von Sigmatek standardisiert: Die Kombination bestehend aus dem Industriecomputer IPC 221, den kompakten Standard- und Safety-I/O-Modulen der S-DIAS-Reihe und den modularen Multiachs-System DIAS-Drive 100 sowie passenden Servomotoren sorgt für hochdynamische Bewegungsabläufe. Zum Bedienen und Visualisieren steht ein 8,4 Zoll-Multitouchpanel mit EDGE2-Technology-Prozessor und OPC UA-Konnektivität bereit. Mit dem objektorientieren Engineering Toolset Lasal lassen sich Applikationen modular, hardwareunabhängig und zügig erstellen. Mit der Komplettlösung und dem neuen Verpackungsverfahren konnte der Output um 50 % von 60 auf
90 Einheiten pro Minute gesteigert werden.

Bei der Wahl für Sigmatek war für TG Packaging entscheidend, dass Hard- und Software voneinander unabhängig sind, sodass Komponenten im Reparaturfall auch nach vielen Jahren ausgetauscht werden können. Darüber hinaus bietet das vollintegrierte Steuerungssystem viele Vorteile: So sind beispielsweise alle Tür- und Notausschalter separat und direkt an die ‚S-Dias‘-Safety-Module angeschlossen. Programmiert wurde die gesamte Anlage mit dem objektorientierten Engineering-Paket ‚Lasal‘ mit der fachlichen Unterstützung von Sigmacontrol aus Barendrecht. Das Engineering-Toolset spart Zeit bei der Programmierung beziehungsweise Konfiguration, unter anderem durch die einfache Wiederverwendung von Objekten sowie den umfangreichen Bibliotheken mit vorgefertigten Maschinen-Funktionen.

Die Autorin: Ingrid Traintinger ist Leiterin Marketing bei Sigmatek in Lamprechtshausen, Österreich.

© Sigmatek

Vorausdenken schafft intelligente Lösungen

Die neue Konstruktion der schnelleren X-Falt-Maschine bietet insgesamt eine höhere Performance, die sich vielfältig bemerkbar macht: Beim Wechsel auf andere Produkttypen – etwa von quadratischen auf rechteckige oder ovale Kekse – ist die entsprechende Justierung der Maschine nun komfortabler. Durchmesser und Längen können einfacher und schneller parametriert werden als noch bei der Vorgängermaschine. Darüber hinaus lassen sich kundenspezifische Module leichter hinzufügen.

So ist beispielsweise das patentierte ‚Easy-Open‘-System vollständig in die Verpackung von ‚Einfach- und Doppeldecker-Schokoladen-Keksen‘ integriert und sorgt für einfaches Öffnen und Wiederverschließen. Sowohl Folie als auch Rollenkarton werden dafür vorab gestanzt und eine zusätzliche Rolle mit den Folienetiketten läuft mit. Auch derartige Zusatzmodule sind servogesteuert und können über die Software programmiert werden. Das X-Fold-Modul befindet sich am Ende einer langen Produktionskette und ist insofern immer ein Stück weit abhängig, was in den vorgelagerten Prozessstationen und in den Zuführsystemen passiert. Nicht zuletzt deshalb hat sich TG Packaging auch auf Zuführsysteme spezialisiert, um die Effizienz ganzer Linien noch besser steigern zu können.