Unterstützt modularen Aufbau einer Palettenmischanlage

Für einen Getränkeabfüller realisierte die project Service & Produktion GmbH mit Unterstützung der Schwesterfirma und Engeneering-Experte project Automation & Consulting GmbH eine flexible Anlage, mit der effizient und ergonomisch Mixpaletten mit verschiedenen Getränkesorten einer Marke zusammengestellt werden können. Zum Einsatz kommen dabei ausschließlich Antriebskomponenten aus dem Automatisierungsbaukasten Movi-C von SEW-Eurodrive. Das Multi-Achs-System Movidrive modular unterstützt den modularen Aufbau der Anlage und bietet sowohl im Schaltschrank als auch dank vorgefertigter Software-Bausteinen bei der Projektierung erhebliche Vorteile.

Supermärkte und Discounter müssen ihren Kunden auf begrenzter Fläche ein breites Sortiment bieten – ein teures Unterfangen: Laut EHI Retail Institute kostet die Verkaufsfläche im Lebensmittelhandel 711 bis 961 Euro pro m² an Investitionen – plus der laufenden Kosten für die Miete. Getränke sortenrein auf Paletten zu platzieren, beansprucht da zu viel Raum. Viele Abfüller liefern ihre Produkte deshalb auf Mixpaletten, bei denen jede Lage unterschiedliche Geschmacksrichtungen einer Marke enthält. Das manuelle Zusammenstellen solcher Paletten ist jedoch zeitaufwendig und körperlich belastend für die Mitarbeiter.

Ein Abfüller suchte deshalb für ein Werk in Großbritannien nach einer automatisierten Lösung, die Ergonomie und Durchsatz verbessert. Fündig wurde das Unternehmen bei der project Unternehmensgruppe Kranenburg, die auf Sondermaschinen und Verpackungsautomatisierung spezialisiert ist. Ihr Know-how bei Palettier- und Depalettiersystemen bot die Basis für eine passgenaue Lösung. „Wir lösen jede Anforderung, jede Aufgabe unserer Kunden individuell, nutzen dazu aber möglichst Module aus unserem über die Jahre entwickelten Spektrum an Maschinen-Baugruppen“, so Holger Hoffrichter, Head of Electrical & Software Engineering bei project Automation & Consulting.

Vier Sorten in einer Lage

Die Anlage sollte bis zu vier Getränkesorten mischen und alle 15 s eine Lage mit 26 Sixpack palettieren – bei gleichzeitig hoher Flexibilität. Project entwickelte dafür eine Lösung mit vier Funktionseinheiten.

In der ersten Station, dem Portal-Depalettierer, werden bis zu vier sortenreine Paletten über separate Stellplätze zugeführt. Vier Verfahrwagen mit Bänderhubwerken und Greifköpfen übernehmen den Lagenabtrag. Das von project entwickelte Bänderhubwerk ersetzt eine klassische Hubachse: Vier synchron laufende, rechteckig angeordnete Bänder wickeln sich wie eine Jalousie auf und ab und bewegen den Greifer präzise vertikal. Dank dieser kompakten Bauweise eignet sich das System auch für niedrige Hallenhöhen – ein wesentlicher Punkt bei dem Werk in Großbritannien.

Zwei der Bänderhubwerke des Depalettierers sind mit Klemmgreifern ausgerüstet, die die einzelnen Lagen über einen Tisch der Fördertechnik zuführt. Zwei weitere Greifköpfe nehmen mit einem Sauggreifer die Karton-Zwischenlagen auf und setzen sie auf eine Leerpalette, von der sie per fahrerlosem Flurförderfahrzeug zur Palettierstation zurückgeführt werden. Anschließend werden die Sixpacks der jeweiligen Lage reihenweise „aufgelöst“ und über die Fördertechnik auf vier Pufferbahnen sortenrein verteilt – jede Bahn steht für eine Sorte. Aus diesen vier Gassen werden die Produkte in definierter Reihenfolge in die nächste Station eingeschleust: Dort formen zwei Knickarmroboter die Mixlage, indem sie die Sixpacks in der vorgegebenen Anordnung an ihre Position „schieben“. Anzahl und Anordnung der einzelnen Sorten sind in Rezeptur hinterlegt und lassen sich so flexibel anpassen. Die fertige Mixlage läuft über einen Drehtisch und wird über Fördertechnik an den Palettierer übergeben. Er ist mit zwei Verfahrwagen ausgestattet – einer greift die Lagen und stapelt sie auf einer Palette, der andere legt die Zwischenlagen ein.

Für den Abfüller bedeutet dies: deutlich höherer Durchsatz, prozesssicher reproduzierbare Mix‑Muster und eine deutliche Entlastung des Personals bei der körperlich schweren Tätigkeit.​

Durchgängig neue Generation Movi-C

„Wir haben das gesamte Anlagenkonzept so entwickelt, dass es sich flexibel erweitern oder reduzieren lässt“, erklärt Holger Hoffrichter. Künftige Anlagen können etwa nur zwei Greifköpfe (für zwei Sorten) oder zusätzliche Vereinzelungsbahnen für bis zu sechs Sorten erhalten – ohne grundlegende Änderungen im Steuerungs- und Antriebskonzept. Grundlage dafür ist ein durchgängig modulares Antriebssystem.

„Dies ist die erste Anlage, bei der wir ausschließlich Lösungen aus dem Automatisierungsbaukasten Movi-C von SEW eingesetzt haben“, betont Hoffrichter. Die project Unternehmensgruppe nutzt schon seit Jahren Antriebssysteme von SEW-Eurodrive, auch Movi-C-Lösungen – allerdings bisher immer in Kombination mit dem älteren System Movidrive-B. Dieses ist inzwischen für Ende 2026 abgekündigt, wird aber noch für einige Jahre lieferbar sein. „Den Wechsel von Movidrive-B zur neuen Generation Movi-C hat SEW frühzeitig angekündigt“, so Hoffrichter. „So mussten wir nicht innerhalb eines kurzen Zeitraums unsere bestehenden Standard-Maschinen umändern, sondern können dort erst mal noch die „alte“ Technik weiterverwenden. Bei der hoch-performanten Technik nutzen wir allerdings schon seit ein paar Jahren das Mehrachssystem Movidrive modular aus dem Movi-C-Baukasten.“

Für die neue Palettenmischanlage verwendet project jetzt erstmalig für sämtliche Antriebsachsen der Anlage Komponenten aus dem Movi-C-Baukasten: Depalettierer und Palettierer werden über 15 Movidrive modular angetrieben, die Fördertechnik über 39 Movitrac classic sowie zwei Movitrac advanced, mit Movilink DDI Einkabeltechnik, die sowohl Servo- als auch Drehstrommotoren mit oder ohne Geber regeln und überwachen können. Damit deckt project alle Antriebsaufgaben mit einem durchgängigen System ab – mit entsprechend schlankem Ersatzteil‑ und Wartungsaufwand auf Anwenderseite.​

Einfache Verkabelung, weniger Geräte

Holger Hoffrichter nennt gleich mehrere Vorteile des neuen Systems: „In der Movitrac -Welt hat uns besonders die einfache Bus-Verkabelungstechnik beim Movitrac classic begeistert.“ Dabei wird ein Gerät über ein Gateway über Profinet an die übergeordnete SPS angebunden – die Geräte daneben erhalten einfache Kommunikationsmodule, der Bus wird dann nur noch durch ein Flachbandkabel „durchgeschleift“. Bis zu acht Geräte können so sehr einfach und schnell vernetzt werden. „Dadurch, dass ich das Bussystem einfach nur auf die Geräte stecke, muss man eigentlich bei dem System gar nichts mehr an Feldbustechnik verdrahten“, so Hoffrichter.

Hinzu kommt ein einheitliches Breitenraster von 30, 60 und 90 mm für die Geräte, was laut Holger Hoffrichter den Schaltschrankaufbau erheblich vereinfacht. Als Multi-Achs-System Movidrive modular benötigt Movi-C nur eine Einspeisung für bis zu 32 Achsen.

Damit sinkt die Zahl der Komponenten wie Bremswiderstände, Schütze und Motorschutzschalter gegenüber konventionellen Einzelachsen deutlich. Die Reglerbaugruppen werden einfach per Schienensystem an die Einspeisung angedockt.​ Daraus resultieren dann weitere Vorteile, wie ein geringeres Risiko, bei der Verdrahtung Fehler zu machen, und ein deutlich reduzierter Platzbedarf im Schaltschrank. Zudem kann in diesem Multi-Achs-System Bremsenergie direkt in den Zwischenkreis fließen und von einer anderen Achse energieeffizient genutzt werden, statt über einen Bremswiderstand verlustreich in Wärme umgewandelt zu werden.

Nachträgliche Achsen werden einfach eingesteckt

Die Modularität des Antriebskonzepts bewährte sich bereits während der Inbetriebnahme: „Beim Aufbau der Anlage zeigte sich, dass das Einlegen der Zwischenlagen beim Palettierer ein Flaschenhals für die Leistung der Anlage war“, berichtet Hoffrichter. Project ergänzte daraufhin weitere Achsen für einen zusätzlichen Greifer, der die Zwischenlagen dem ursprünglichen Greifsystem „anreicht“ und damit die Zykluszeit des Sauggreifers reduziert. Die dafür benötigten Geräte konnten einfach in den vorhandenen Aufbau im Schaltschrank gesteckt werden; die Versorgungseinheit war ausreichend dimensioniert, zusätzliche Einspeisungen waren nicht nötig. „Das war alles sehr einfach“, so Hoffrichter.

Die Inbetriebnahme der Achsen erfolgte schnell über Movikit-Softwaremodule von SEW. Automatisierungs- und Motion-Control-Funktionen werden hier parametrisiert statt aufwendig programmiert. SEW-Eurodrive hat Module für eine Vielzahl typischer Antriebsfunktionen entwickelt, bei der Palettenmischanlage kommen zum Beispiel Movikit Velocity Drive für Anwendungen mit Drehzahlvorgabe sowie Movikit Positioning Drive für Positionierungsanwendungen zum Einsatz. 

Impuls für neues Softwaremodul

Eine Funktion musste das Team um Hoffrichter jedoch selbst in der übergeordneten SPS implementieren: den Kollisionsschutz für die Verfahrwagen von Palettierer und Depalettierer, die sich jeweils auf derselben Bahn bewegen. „Schöner wäre es natürlich, wenn wir diese Funktion direkt im Movi-C-Systems realisieren könnten“, meint Hoffrichter und erklärt: „Eine Realisierung auf der SEW‑Steuerungsebene würde die Reaktionszeiten verbessern, da die Kommunikation zur SPS entfällt.“ Doch ein passendes Movikit -Modul gibt es dazu nicht – noch nicht.

„Nach der Anfrage von project haben sich unsere Movikit -Experten darangesetzt und entwickeln aktuell ein entsprechendes Softwaremodul“, so Frank Peifer, der seitens SEW-Eurodrive das Team von Holger Hoffrichter unterstützt. Peifer arbeitet als Vertriebsingenieur für Automatisierungstechnik im Drive Technology Center West und stellt somit die regionale Nähe zum Kunden sicher. Er ist für project Ansprechpartner für alle Fragen: „Dieses One-Face-to-the-Customer funktioniert bei SEW-Eurodrive wirklich gut“, so Hoffrichter. „‘Falsche Abteilung‘, wie wir es bei Anrufen bei Mitbewerbern schon öfters gehört haben, gibt es nicht.“