Bild 01: Die Maschine 1400-GEC von CMD zur Herstellung von Versandtaschen bietet mit einer durchgängigen Beckhoff-Steuerungslösung erhöhte Flexibilität und Leistungsfähigkeit. (Quelle: Beckhoff)
CMD [1] weiß, dass eine flexible Automatisierung und hohe Wiederholgenauigkeit in der Verpackungsindustrie unerlässlich sind. Diese Anforderungen erfüllt der OEM-Anbieter durch die ständige Weiterentwicklung seiner kundenspezifischen Kunststoffverarbeitungslösungen. Damit folgt man dem eigenen Namen, der ein Akronym für Custom Machinery Design ist. Für einen Lohnfertiger im Bereich E-Commerce begann das Unternehmen mit der Entwicklung einer neuen Maschine zur Herstellung von Versandverpackungen. Laut Scott Fuller, Product Line Manager, Intermittent Motion Products bei CMD, hatten dabei ein hoher Durchsatz und intuitive Bedienung oberste Priorität: „Durch den höheren Automatisierungsgrad ist die neue Maschine viel schneller geworden, und das war für unseren Endkunden entscheidend.“ Dieser Endkunde stellt Verpackungen für Onlinehändler her, welche die bestellte Ware überwiegend in Kunststoffbeuteln versenden. Eine weitere Kundenanforderung: Die Beutel sollten sich zur automatischen Befüllung eignen.
Nächstes Level der Automatisierung
In dem optimierten Verarbeitungsprozess wickelt die Maschine 1400-GEC zwei Rollen mit Folienmaterial ab, erfasst einen Aufdruck auf den Rollen und bringt eine kontinuierliche Längsversiegelung auf (Bild 1). Nach einer Reihe von Querstanzungen und -siegelungen wird das Material je nach Auftrag in bis zu fünf Bahnen von Beuteln geschnitten und mit einer Perforation zur einfachen Abtrennung versehen. Bevor die Beutel nach Kundenvorgabe gebrauchsfertig in Kartons verpackt werden, führt das System eine visuelle Inspektion durch, indem es Luft in das offene Ende des Beutels bläst und das entstehende Formprofil misst.
„Die Maschine beinhaltet neuartige Automatisierungsprozesse. Sie wechselt von der kontinuierlichen zur intermittierenden Bewegung und im Auslauf wieder zurück zum kontinuierlichen Ablauf. In jeder dieser Phasen führt sie verschiedene Aufgaben aus“, erklärt S. Fuller. „Dadurch unterscheidet sie sich von den Maschinen, die wir bisher entwickelt haben.“
Für die Unterstützung dieser anspruchsvollen Funktionen war eine leistungsfähige Echtzeit-Steuerungsplattform erforderlich. Darüber hinaus musste das Entwicklerteam enge Zeitvorgaben einhalten, denn es war von entscheidender Bedeutung, das Projekt termingerecht fertigzustellen und eine fehlerfreie, zuverlässige Lösung zu übergeben.
Leistungsstarke Programmierwerkzeuge
Als durchgängige Engineering- und Laufzeitplattform vereint die Automatisierungssoftware Twincat [2] alle Funktionen von SPS und Motion Control bis hin zur integrierten Sicherheit und IoT. Bei der Programmierung der neuen Bedienoberfläche mit Twincat HMI konnte CMD moderne Webdesign-Standards wie HTML5, Javascript und CSS nutzen. Die neue responsive Oberfläche erhöht die Benutzerfreundlichkeit mit intuitiver Bedienung.
Bei der Programmierung der Maschinensteuerung mit Twincat profitierte CMD von der engen Zusammenarbeit mit den Softwareexperten des Special Projects Teams (SPT) von Beckhoff USA. Das SPT Framework baut auf Branchenstandards, wie ISA-TR88 und PackML, sowie den entsprechenden Bibliotheken in Twincat auf. Es vereinfacht die Programmierung der Kommunikation zwischen den Maschinen in einer Produktionslinie. Vorteil für die Programmierer: Sie müssen nicht bei jedem Projekt bei Null anfangen, sondern können bestehenden Code wiederverwenden oder einfach an neue Anforderungen anpassen.