Kompakte Antriebs- und Steuerungstechnik in einer Kosmetikabfüllanlage

Lehnen Industrial Services stellte eine Lippenbalsam-Abfüllanlage vor, die durch Beckhoffs Technik flexibel und effizient an die Marktanforderungen angepasst wurde.

Lehnen wurde 2001 gegründet und beliefert in erster Linie Kunden aus dem Bereich Life Science.  „Unsere Nische sind Sondermaschinen für Reinraumumgebungen mit geringer Stellfläche. Das bedeutet eine eigene Konstruktion für jeden Kunden, um umfangreiche Funktionalität auf kleinem Raum unterbringen zu können“, erklärt Geschäftsführer Peter Lehnen. Als das Unternehmen seine erste Abfüllanlage für Lippenbalsam entwickelte, dachte er, dass es gleichzeitig die letzte sein würde. Sie vereinte zwar eine Vielzahl von Funktionen – Behälterzuführung, parallele Abfüllung, Kühlung, Verschließen, Etikettierung und Codierung – in einer kompakten Maschine. Das System passte jedoch in keine Kategorie. „Bei dieser Art von Abfüllanlagen gibt es typischerweise eine Klasse mit niedrigen Kosten und einer niedrigen Geschwindigkeit. Dann gibt es eine Industrieklasse mit hohem Durchsatz, die aber Millionen von Dollar pro Anlage kostet“, sagt Peter Lehnen. „Im mittleren Bereich dagegen gibt es nur wenige Optionen.“

Das ProFill-System vereint alle Arbeitsschritte in einer Einheit, die nur 308 x 142 cm misst. Trotz der robusten Edelstahlkonstruktion lässt sich das System auf Rollen an jedem Ort mit Druckluft- und 240-V-AC-Versorgung zum Einsatz bringen. Zusätzlich vereinfacht das System den Wechsel des Füllkopfes, sei es zur Reinigung oder beim Produktwechsel.

Bei der Weiterentwicklung zum Standardsystem sollte die Maschine ihre kleine Stellfläche und die hochpräzise Abfüllung beibehalten, um zu vermeiden, dass schwer zu entfernende, wachsartige Flüssigkeit auf die Fördertechnik tropft. In Zusammenarbeit mit dem lokalen Team von Beckhoff, begann Lehnen im Januar 2023 mit dem Redesign.

Ein Ultra-Kompakt-Industrie-PC C6015 dient als Maschinensteuerung. Der IPC ist nicht nur äußerst klein bauend, sondern bietet auch Speicheroptionen von 40 bis 320 Gigabyte. Ein Multitouch-Control-Panel CP3918 von Beckhoff ermöglicht die von Smartphones bekannte intuitive Bedienung auch in rauen Produktionsumgebungen. Die Programmierung von HMI, SPS und Motion Control erfolgt mit der Automatisierungssoftware TwinCAT 3.

Der standardisierte Lippenbalsamfüller behielt seine hohe Leistung und kompakte Bauform bei. Das System verarbeitet Trays mit acht Tuben auf einmal und erreicht einen Durchsatz von 60 Tuben pro Minute. Im Dauerbetrieb kann die Maschine 30.000 Stifte pro Tag abfüllen, verschließen, etikettieren und mit einem Seriencode versehen.

Durch die kompakten Steuerungs-, Vernetzungs- und Servotechnologien von Beckhoff wurde im Schaltschrank der Maschine Platz für zukünftige Funktionserweiterungen frei. „Wir haben nicht nur ein besseres Gesamtsystem geschaffen, sondern auch die Kosten deutlich reduziert“, sagt Peter Lehnen. „Bei der Steuerungshardware haben wir durch die Standardisierung auf Beckhoff etwa 40 % eingespart.“

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