Den ‚Best Future Machine Award‘ hat Rockwell Automation ins Leben gerufen, um herausragende Leistungen, Kreativität und Innovationen in der Verpackungsindustrie zu würdigen. Auf der letztjährigen Interpack wurde nun die Cama Group für den hohen Innovationsgrad ihres neuen Top-Loading-Kartonaufrichters und -befüllers IF318 Robotized Monoblock ausgezeichnet. Was das schaltschranklose Design der Maschine betrifft, so wurde dieses von Cama vor einigen Jahren im Rahmen der Neugestaltung der Maschinen entwickelt. Daraus entstand die heutige BTG-Technologie (Break-Through Generation). Heute sind bei Cama alle Maschinen schaltschranklos gehalten, dank Onboard-Treibern, Remote I/Os sowie elektrischen und pneumatischen Komponenten, die in den Maschinenrahmen integriert sind. 

Die Vorteile der schaltschranklosen Technologie sind vor allem ein verringerter Platzbedarf und ein vereinfachter Zugang der Maschine durch den Wegfall des Remote Panels. Zudem sind die elektronischen Komponenten heute in den Maschinenrahmen eingebaut, was den Vorgang der Verkabelung und Installation beschleunigt, weiter zu einem kurzer Abstand zwischen den Antrieben führt und auch ermöglicht, die Sicherheits-SPS zu integrieren.

Positiver betriebswirtschaftlicher Effekt ist: Durch reduzierte Ausfallzeiten für Wartung und Reinigung, eine schnellere Installation und die Verwendung von Standardkomponenten lassen sich mit der schaltschranklosen Technologie Kostenvorteile im Hinblick auf die Gesamtanlageneffektivität (OEE) erzielen.

Die elektronische und mechanische Konzeption des IF318 basieren auf einem ergonomischen Ansatz. Dabei ist auch das Zusammenspiel zwischen funktionalem Design und menschlichen Faktoren berücksichtigt, um die Systemleistungsfähigkeit und den Benutzerkomfort zu optimieren. 

Die Rolle der Ergonomie

Der schaltschranklose Maschinenaufbau: Die elektronischen Komponenten sind in den Maschinenrahmen integriert. Ein Vorteil dadurch: Der Vorgang der Verkabelung wird beschleunigt.

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Neben der schaltschranklosen Technologie bietet die Maschinenrahmenkonstruktion folgende Vorteile:

•    sicheren sowie einfachen Zugang und damit ein gesteigertes Maß an Sicherheit für die Bediener; einen vollständigen Überblick über den Maschinenbetrieb sowie eine einfache Bedienung;
•    verbesserten Zugang zu allen Maschinenteilen beziehungsweise keine schwer zugänglichen Stellen mehr, um Reinigungsarbeiten und die Wartung zu vereinfachen;
•    transparente Arbeitsabläufe, um Probleme schnell zu erkennen;
•    geringere Lärmbelastung für die Arbeiter an der Maschine;
•    ein klares Design und hohe Hygienestandards: Vertikale und ebene Oberflächen stellen sicher, dass hohe Hygieneanforderungen erfüllt und Reinigungsarbeiten zügig durchgeführt werden können.

Veränderte Benutzerführung

Visuelles Management: Das System leitet den Bediener Schritt für Schritt durch die Arbeitsabläufe.

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Die Bedienbarkeit der Maschinen wurde bei der IF318 durch neue Funktionen und zusätzliche Geräte erweitert. Zum einen durch ein visuelles Management: Alle Cama-Maschinen der neuen Generation profitieren von diesem Maschinen-Managementsystem, das den Bediener bei jedem Formatwechsel Schritt für Schritt durch die Arbeitsabläufe leitet. Dabei werden HMI-Benachrichtigungen durch Lichtsignale unterstützt, um Probleme einfacher zu identifizieren und die benötigte Zeit für Eingriffe zu verringern. Zum anderen weist die IF318 ein variables Karton-Handling auf. Dieses ermöglicht das Handling der Kartons auf der gesamten Beförderungsanlage unabhängig von deren Form oder Größe. Dadurch ist ein Formatwechsel in diesem Teil der Maschine nicht mehr notwendig.

Zudem erlaubt der Aufbau der Maschine dem Bediener jetzt, das Format für Roboterköpfe und Maschinenkomponenten ohne Hilfsmittel sowie mit garantierter Wiederholungsgenauigkeit und Sicherheit zu ändern. Hinzu kommt eine einfache Fehlererkennung mit direkter Rückmeldung, Benutzerfreundlichkeit, eine schnelle und werkzeuglose Umrüstung der Maschine, ein identischer Ablauf für jeden Wechsel und damit verbunden eine geringere Anlaufzeit nach einer Umrüstung.
 

Die Cloud-Anbindung

Besonderer Clou der Maschine ist, dass sie durch die Kombina-tion von FactoryTalk Analytics for Machines und einem Allen-Bradley CompactLogix 5480 Controller mit Windows 10 über die Microsoft Azure-Cloud wichtige KPI-Daten zur weiteren Verwendung zur Verfügung stellt. Anhand dieser Informationen bekommt der Nutzer Echtzeit-Einblick in die Produktionsleistung. Konkret sind dies Produktions- und Gerätediagnosedaten sowie Daten der Leistungsüberwachung – Energie, Leistung, Netzspannung, Stromstärke. Und nicht zuletzt erhält der Anwender Aussagen über den Wartungsstand und über den Achsenverlauf mit relativen Parametern wie der Stromrückkopplung oder der Geschwindigkeit. So erhält der Nutzer detaillierte Anzeigen des Maschinenstatus, der Alarme, Diagnosen, Ausfallzeiten und Ursachen sowie ausführliche Produktionsberichte. Das System integriert und überwacht sämtliche Betriebsparameter. Der Bediener kann alle Informationen, die mit dem jeweiligen Produktionsprozess in Verbindung stehen, gleichzeitig überwachen. Er erhält Einblick in den Maschinenbetrieb und kann die Daten sofort abändern. 

Das iTrak-System

Gegenüber den Vorgängern steht das modulare und skalierbare Linearmotorsystem iTRAK-System für eine um 50 % höhere Produktionsleistung der Maschine.

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Die Cama-Maschine verwendet zudem das iTrak-System von Rockwell Automation. OEMs profitieren hierbei von einer Vereinfachung des Designs und der Konstruktion schienenbasierter Lösungen. Sprich: Durch die Kombination aus linearer und rotierender Bewegung können Maschinenkonstrukteure sowohl Handling-Effizienz als auch Durchsatz verbessern. Schöner Neben-effekt: Die Entwicklungszeit ließ sich durch diesen Ansatz um rund 40 % verkürzen, da das System variabel konfiguriert ist. iTrak ist ein modulares und skalierbares Linearmotorsystem, das die unabhängige Steuerung mehrerer Mover auf geraden oder kurvenförmigen Bahnen ermöglicht. Durch Rotationsmechanismen angetriebene Ketten, Riemen und Getriebe gehören der Vergangenheit an. iTrak ersetzt Hardware durch Softwareprofile, die hinsichtlich Geschwindigkeit und Flexibilität in der Automatisierung neue Maßstäbe setzen. Für den Endanwender ergeben sich damit die Vorteile einer realisierbaren höheren Produktionsleistung um bis zu 50 %, kürzere Ausfallzeiten bei Umrüstungen, eine reduzierte Maschinengröße, kürzere und dennoch rentablere Produktionsläufe, ein geringerer Aufwand bei der regelmäßigen Wartung und geringere Kosten für die Instandhaltung.

Autor: Paolo Mosca ist Electronic Department Manager bei der Cama Group.