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Wie lassen sich Steuerungen exakt auf die Bedürfnisse von Verpackungsmaschinen abstimmen?

Schutzverpackungen

Ein interessantes Projekt, das ICT ausgeführt hat, war der Auftrag eines Unternehmens, das verschiedene Maschinen und Materialien für Schutzverpackungen für Produkte liefert. Ein Produkt, das von diesem Anbieter geliefert wird, dient zum Auffüllen von Leerräumen in Verpackungskartons. Dabei werden diese Leerräume mit einem luftbefüllten Kunststoff-Beutel aufgefüllt. Die Luftbefüllung muss exakt bestimmt werden, sodass der Karton weder ein- noch aufgewölbt ist, weil das die Stapelung der Kartons für den Transport erschwert.

Darum wurde eine besondere Maschine entwickelt, die den Karton schließt und den Luftbeutel mit Luft befüllt. Im ersten Schritt muss diese Maschine den Karton exakt positionieren, damit sich das Luftventil genau am richtigen Platz befindet, wobei dies auch noch für verschiedene Kartonformate funktional sein muss. Außerdem muss die Maschine diese unterschiedlichen Formate auch erkennen können. Wenn der Karton dann positioniert ist, muss der Beutel mit dem richtigen Luftdruck befüllt werden. Nach der Befüllung wird der Karton aus der Maschine heraus in den weiteren Logistik-Prozess befördert. Sollte während der Befüllung des Luftbeutels etwas schief gegangen sein, muss der Karton in einen gesonderten Puffer abgesetzt werden, damit ein Mitarbeiter den Karton kontrollieren und darüber entscheiden kann, was mit dem Karton passieren muss.

Cardboard boxes background

Anforderungen
Eine Anforderung an die Steuerung der Maschine, die in dem beschriebenen Prozess zum Einsatz kommt, ist eine klare HMI-Schnittstelle. Damit kann ein Mitarbeiter den Status der Maschine deutlich erkennen und ablesen, wodurch er besser (dazu) in der Lage ist, diese zu bedienen und bei Störungen ggf. einzugreifen. Auch muss er einfach Einstellungen vornehmen können. Außerdem muss die Maschine vernetzungsfähig sein, damit Daten aus der Maschine schnellstmöglich abgerufen werden können. Die E/A-Funktionen auf dieser Maschine sind unterschiedlich, z. B. mehrere genaue Analog-E/A-Funktionen sowie verschiedene digitale E/A-Funktionen, darunter einige Relais-Ausgänge und einige analoge 24-V-Ausgänge.

Ergebnis: bessere Investitionsrendite und Liefergarantie
In diesem Praxisbeispiel wurde eine maschinenspezifische Steuerung gewählt, weil diese im Vergleich zu am Markt erhältlichen Steuerungskomponenten eine gesteigerte Funktionalität bietet, die eine bessere Investitionsrendite ermöglicht.

Wegen der vielen verschiedenen E/A-Funktionen und Anforderungen an die HMI-Schnittstelle (Farb-Touchscreen) gestaltet es sich ziemlich schwierig, aus Standard-Marktkomponenten eine Steuerung zusammenzustellen und gleichzeitig eine gute Investitionsrendite zu verwirklichen. Geplant ist eine Auslieferung von mindestens 200 dieser Maschinen pro Jahr. Somit summiert sich jede Einsparung bei den Maschinenbauteilen sofort zu einem signifikanten Betrag.

Mit einer nach einem Baukastensystem aufgebauten maschinenspezifischen Steuerung können alle Anforderungen des Kunden erfüllt werden. Dadurch bezahlt der Kunde nur diejenigen Elemente, die er tatsächlich für die Ansteuerung der Maschinen benötigt. Die gewählten E/A-Funktionen sind erweiterungsfähig, wodurch die Steuerung zukunftsbeständig ist. Die HMI-Schnittstelle ist vollständig über einen Touchscreen gesteuert, wodurch der Mitarbeiter den Status der Maschine leicht erkennen kann. Die Investitionsrendite ist günstig, während auch die Liefergarantie (Verfügbarkeit der Steuerung für die nächsten zehn Jahre und länger) besser realisierbar ist.

Projekt: Schutzverpackungsmaschine
Auftraggeber: Verpackungsmaschinen-Hersteller

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