Wilhelm Rasch/Schneider Electric
Flexibilität als Ergebnis konsequenter Modularität
Auf der vergangenen ProSweets Cologne hat die Wilhelm Rasch GmbH & Co. KG eine komplett servogetriebene Süßwaren-Verpackungsmaschine vorgestellt. Die Flexibilität der Maschine ist der Erfolg eines modularen Konzepts, das sich durchgängig über Mechanik, Elektronik und Software erstreckt. Für die Automatisierung der Maschine mit PacDrive 3 ging das Unternehmen eine Projektpartnerschaft mit Schneider Electric ein.
Auf der vergangenen ProSweets Cologne hat die Wilhelm Rasch GmbH & Co. KG eine komplett servogetriebene Süßwaren-Verpackungsmaschine vorgestellt. Die Flexibilität der Maschine ist der Erfolg eines modularen Konzepts, das sich durchgängig über Mechanik, Elektronik und Software erstreckt. Für die Automatisierung der Maschine mit PacDrive 3 ging das Unternehmen eine Projektpartnerschaft mit Schneider Electric ein.
Die Wilhelm Rasch GmbH & Co. KG mit Sitz in Köln ist seit mehr als 60 Jahren durch Temperiermaschinen, Pumpen, Hähne und vor allem durch vielseitige Wickelmaschinen für die Verpackung von Hohlkörpern bekannt. Auf der ProSweets Cologne 2013 in Köln hat Wilhelm Rasch nun den ersten, voll lauffähigen Prototypen einer brandneuen, mit dem Kürzel RU 2 bezeichneten Maschine vorgestellt. Konzipiert als Universalmaschine verpackt sie mit einer Geschwindigkeit von bis zu 160 Stück/Minute von Schoko-Eiern, Kugeln und Fässern über symmetrische und asymmetrische Hohlfiguren oder flache Produkten bis hin zu Riegeln alles, was sich in einen Packmittel-Zuschnitt mit einer Größe von 40 bis 200 Millimeter in beiden Achsen einwickeln oder einfalten lässt.
Die auf der ProSweets gezeigte Messemaschine verpackte im Demo-Betrieb Hohlfiguren in Aluminiumfolie mit Rückenfalz: Produkte werden in einen getakteten Teller eingelegt, die ein Stempel im Zusammenspiel mit einem Gegenstempel in ein achtteiliges Greiferrad hebt. Die für den Verpackungsvorgang notwendige Folie wird mittels Zangen von Bobinen abgerollt. In mehreren Schritten erfolgt nun eine spezielle Z-Faltung. Danach durchlaufen die Produkte eine Glättstation.
Flexibilität durch Optionskonzept mit kurzen Umrüstzeiten
Ausgehend von dieser Basisvariante erfolgt der Ausbau des Konzepts durch Optionsmodule für Stirnfaltung, Bodeneinschlag, Doppeldreheinschlag, die Etikettierung und sogar für die Heißsiegelung von Figuren und Pralinen. Auch ein Fadenapparat ist in Vorbereitung. Durch Schnellwechselvorrichtungen für die Module und - soweit möglich - die Konstruktion der Optionsmodule als Monoblock ist die Maschine in kürzester Zeit umstellbar. Bei ähnlicher Verpackungsart ist etwa mit einer Stunde für die Umrüstung zu rechnen, bei einem völligen Umbau etwa vier Stunden. „Solche Change over-Zeiten stellen gegenüber der Situation bei klassischen, mechanischen Maschinen eine entscheidende Verbesserung dar“, verdeutlicht Tina Gerfer, Geschäftsführerin von Wilhelm Rasch und Enkelin des Firmengründers, diesen Erfolg.
Die neue Maschine ist komplett servogetrieben und basiert auf einem hochmodularen Konzept, das sich durchgängig über Mechanik, Software und, so weit wie möglich, sogar über die eingesetzte Elektronik erstreckt. „Wir verstehen unser Geschäft“, betont Tina Gerfer mit Stolz und macht dabei kein Geheimnis daraus, dass für den mechatronischen Part ein Kooperationspartner ins Boot geholt wurde: Die Implementierung der bis dato nicht erforderlichen mechatronisch geprägten Projektprozesse im Unternehmen und die Programmierung des Motion-Parts übernahm das European FlexCenter von Schneider Electric Machine Solution Services. Mit dem FlexCenter bietet Schneider Electric Projektpartnern in individuell gestaltbarem Umfang Engineering Services und einen schnellen Know How-Transfer. Für Tina Gerfer ein entscheidendes Argument: „Für ein Unternehmen wie das unsere mit etwa 60 Mitarbeitern stellt es einen riesigen Kraftakt dar, innerhalb kurzer Zeit das Know How und die personellen Ressourcen zur Projektierung und Programmierung mechatronischer Maschinen aufbauen zu müssen.
Modularität durch integrierte Servoantriebe
Das mechanisch hochmodulare Konzept der Maschine erfuhr hinsichtlich der Abbildung auf die Automatisierungslösung optimale Unterstützung: Eine zentrale Steuerung der PacDrive-Serie steuert die Maschine und synchronisiert alle acht Servoantriebe der Basisausführung. Für zwei dieser Antriebe kommt ein Double-Servoregler der Lexium LXM62-Serie zum Einsatz, einem der kompaktesten am Markt erhältlichen Servosysteme in Schaltschrankausführung.
Die restlichen sechs Servoachsen sind als integrierte Servomodule der ILM62-Reihe ausgeführt, die von dem gleichen zentralen Netzteil wie die LXM62-Servoregler versorgt werden. ILM62-Servomodule ebnen zusammen mit einer auf steckbaren Hybridkabeln und Verteilerboxen basierenden Vernetzungslösung den Weg zur schaltschranklosen Automatisierung und damit zur Gestaltung konsequent modularer Maschinen. Die Elektronik klassischer Servoregler wandert hier in die Maschinenmodule, wodurch eine Umkonfiguration der Grundmaschine mit zusätzlichen oder alternativen Optionsmodulen keine Änderungen im Schaltschrank nach sich zieht.
Das Steuerungsprogramm basiert auf einem Template mit ebenfalls modularen Strukturen. Bei allen ausgelieferten Maschinen ist ein- und dieselbe Programm-Vollversion auf die Steuerung aufgespielt. So ist jede Maschine dieses Typs für den Betrieb sämtlicher verfügbarer und in Vorbereitung befindlicher Optionsmodule vorbereitet. Das vereinfacht einerseits das Versions-Management bei Updates, auf der anderen Seite ist jede ausgelieferte Maschine auch nach Jahren noch beliebig ausbaubar.
Autokonfiguration bei Modulwechsel
Die Aktivierung der jeweils vorhandenen Optionsmodule geschieht automatisch: Alle Motoren und Servoverstärker des PacDrive-System sind mit ´elektronischen Typenschildern´ ausgestattet. Nach einem Umbau führt die PacDrive-Steuerung einen ´Scan´ durch, integriert anhand der von den Antrieben erhaltenen Information alle erkannten Einheiten in die aktuelle Steuerungskonfiguration und aktiviert die entsprechenden Programm-Module.
So kann Wilhelm Rasch seinen Kunden heute eine durch und durch modulare Maschine von beispielhafter Flexibilität bieten. Durch das hochmoderne Automatisierungskonzept bleibt die Komplexität dennoch auf einem Minimum, wie Tina Gerfer bestätigt: „Mit der eingesetzten Automatisierungstechnik bleiben wir auch bei unserer neuen mechatronischen Maschine unseren Grundprinzipien treu, unsere Kunden durch robuste, einfach bedien- und wartbare Maschinen mit hohen Standzeiten zu überzeugen.“