Verpackungsindustrie Neues Multi-Carrier-Transportsystem für eine flexiblere Fertigung

Redakteur: Stefan Guggenberger

Mit dem neuen Lexium MC12 Multi Carrier will Schneider Electric deutlich kompaktere Maschinendesigns, verkürzte Durchsatzzeiten und die rentable Produktion auch kleinster Losgrößen ermöglichen. So können Unternehmen spezielle auf die Anforderungen der Konsumgüterindustrie reagieren.

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Mit dem neuen Multi Carrier sollen zeit- und kostenaufwendige Umrüstprozesse entfallen, die bei etablierten Systemen anfallen. So können auch kleinste Losgrößen wirtschaftlich verpackt werden.
Mit dem neuen Multi Carrier sollen zeit- und kostenaufwendige Umrüstprozesse entfallen, die bei etablierten Systemen anfallen. So können auch kleinste Losgrößen wirtschaftlich verpackt werden.
(Bild: Alex Schelbert)

Ohne ein hohes Maß an Flexibilität geht es in der Verpackungsindustrie schon lange nicht mehr. Unverzichtbare Voraussetzung dafür sind ausfallsichere, effizient funktionierende Maschinen und Anlagen, die sich ohne großen Aufwand auf neue Formate selbst für kleinste Losgrößen umrüsten lassen. Nur damit werden Unternehmen der Branche in die Lage versetzt, für wirklich jedes Produkt eine funktionale und attraktive Verpackung anbieten zu können. Wer kleine Mengen wirtschaftlich rentabel verpacken kann, hat im Wettbewerb daher entscheidende Argumente auf seiner Seite. Ein weiterer Vorteil: Je besser sich produzierte Mengen und deren Verpackung an Nachfrage und Zielgruppen anpassen lassen, desto weniger Ausschuss und Abfall entstehen. Ressourcen werden effizienter genutzt und die Nachhaltigkeitsbilanz profitiert.

Schneider Electrics neues Multi-Carrier-Transportsystem setzt genau hier an. Mit ihm sollen Maschinen und Anlagen höchsten Ansprüchen an Flexibilität, Präzision, Rentabilität und Effizienz gerecht werden. Speziell auf die Anforderungen der Konsumgüterindustrie zugeschnitten, sind mit ihm kompakte Maschinendesigns und kurze Durchsatzzeiten kein Problem mehr.

Flexibler Aufbau und einfacher Umbau

Bestehend aus einem Track und frei aufsetzbaren Carriern, ist der neue Lexium MC12 von Schneider Electric auf den Transport sowie die Positionierung und Gruppierung von Objekten spezialisiert. Kernbestandteil des Schienenlayouts sind frei kombinierbare Motorsegmente, Verbindungselemente und Führungsschienen. Die Leistungselektronik befindet sich in den Motorsegmenten. Diese erzeugt ein magnetisches Feld, mit dem sich die Carrier mit einer Genauigkeit von bis zu 0,03 mm über den Track bewegen lassen. Einfach steckbare Verbindungselemente sorgen für die Feldbus-Kommunikation sowie die Spannungsversorgung zwischen den Motorsegmenten bei minimalem Verkabelungsaufwand. Da zudem der Betrieb mit 48 V Gleichstrom erfolgt, sind spezielle elektrotechnische Fachkenntnisse für Nutzer der Lösung nicht erforderlich.

Führungsschienen befinden sich ober- und unterhalb der Motorsegmente und sorgen dafür, dass die magnetisch aufgesetzten Carrier präzise die Spur halten. Flexible Auf- und Umbauten der Anlage sind jederzeit möglich und lassen sich einfach und schnell auch ohne Spezialwerkzeug bewerkstelligen.

Kompakte Maschinen, hohe Durchsatzzeiten

Verglichen mit herkömmlichen Fördersystemen kennzeichnen sich die mit dem neuen Multi Carrier realisierbaren Maschinendesigns durch ihre Kompaktheit. Ein Grund dafür sind Schienenlayouts, die sich flexibel an unterschiedliche Anforderungen anpassen lassen. Verschiedene Track-Geometrien (Kreise, Ovale, Quadrate, Rauten, etc.) lassen sich mit frei kombinierbaren Geraden und 45-Grad-Kurven ohne Schwierigkeit umsetzen. Offene Layouts sind ebenfalls möglich. Bei geschlossenen Geometrien bietet der dann freibleibende Innenbereich zwischen Motorsegmenten und Führungsschienen Platz für Prozessstationen oder Roboter. Diese müssen also nicht außerhalb des Tracks angebracht werden, sodass die Anlage weniger Raum einnimmt.

Mit dem Multi Carrier können verschiedene Track-Geometrien mit Geraden und 45-Grad-Kurven kombiniert werden.
Mit dem Multi Carrier können verschiedene Track-Geometrien mit Geraden und 45-Grad-Kurven kombiniert werden.
(Bild: Alex Schelbert)

Auch die flexible Funktionsweise des Multi Carriers kommt der Realisierung kompakter Maschinendesigns entgegen. Denn Carrier lassen sich auf den Schienen äußerst genau und mit der je eigenen, für sie passenden Geschwindigkeit bewegen. Die Prozessstationen im Verpackungs- oder Fertigungsprozess sind daher nicht von einheitlichen Taktzeiten abhängig. Sie arbeiten individuell, sodass sich die Zahl der Bearbeitungsschritte oft stark reduzieren lässt. Auch die erforderlichen Pufferzonen zwischen den einzelnen Stationen können schmaler ausgelegt werden. Die hohe Bewegungspräzision der Carrier führt zu einem weiteren Vorteil: Robotereingriffe sind auch in den Kurven möglich, sodass sich die volle Länge eines Schienenlayouts im Produktionsprozess nutzen lässt.

Umfassende Softwarelösung für die ganze Maschine

Lexium MC12 ist Bestandteil der Automatisierungsplattform PacDrive 3 und komplett in die IIoT-Lösungsarchitektur EcoStruxure Machine von Schneider Electric integriert. Entsprechend besteht zwischen physischer Maschine und der übergeordneten Softwareebene maximale Datendurchgängigkeit. Die Planung, Simulation, Programmierung und Inbetriebnahme von kompletten Anlagen lassen sich damit innerhalb des EcoStruxure Machine Expert bruchlos und ohne fehleranfällige Exporte durchführen.

Ein besonders für Planer, Konstrukteure und Programmierer wichtiger Vorteil der Lösung: Schon in sehr frühen Entwicklungsphasen entsteht ein virtuelles Abbild der Maschine. Dieses enthält den Multi Carrier sowie die unterschiedlichen Prozessstationen. Mit diesem dreidimensionalen Digital Twin können Bewegungsabläufe simuliert, visualisiert und auf ihren Nutzen hin überprüft werden. Und dies, ehe auch nur ein Stück Hardware verbaut wurde. Maschinenhersteller erhalten damit valides Zahlenmaterial, mit dem sie Kunden von den Vorteilen ihrer Konstruktion, etwa in Hinsicht auf Output und Flexibilität, überzeugen können. Geplante Investitionen in Umbauten oder Erweiterungen lassen sich im laufenden Betrieb von Anlagen vorab mithilfe der Simulationsmöglichkeiten datenbasiert prüfen und absichern.

Programmierung profitiert von Digital Twins

Auch die Programmierung einer Anlage profitiert von der Simulation, da dank des Digital Twin bereits überprüfter Programmcode vorliegt. Dies beschleunigt den Prozess bis zur Inbetriebnahme und sorgt für deutlich weniger Fehler im fertigen Programm. Umfangreiche Softwarebibliotheken mit vorgefertigten Funktionsbausteinen für bestimmte Bewegungsabläufe unterstützen die exakte Synchronisierung von Multi Carrier und Prozessstationen ebenfalls.

Anders als bei herkömmlichen Förderlösungen lassen sich mit dem neuen Multi Carrier sogenannte Stationslogiken etablieren. Dazu werden Wartepositionen definiert und einzelne Bearbeitungsstationen sind nur dann anzufahren, wenn das entsprechende Fahrsignal dafür gegeben wurde. Ist diese Logik für den Master-Carrier etabliert, kann sie auf andere Carrier übertragen werden. Neue, im Bedarfsfall zusätzlich aufgesetzte Carrier übernehmen die Routine der anderen eigenständig und ohne weiteren Konfigurationsaufwand. Abstandsmaße und Kollisionskontrolle sind automatisch eingerichtet.

Mehr Flexibilität bei weniger Zeit- und Kostenaufwand

Der neue Multi Carrier von Schneider Electric überzeugt durch einfache Montage, modulare Bauweise, durchgängige Softwareunterstützung und unkomplizierte Programmierung. Eigenschaften, die aus ihm in Summe ein echtes Multitalent in Sachen Flexibilität machen. Mit ihm gelingt daher auch die wirtschaftlich rentable Verpackung kleinster Losgrößen, da zeit- und kostenaufwendige Umstellungen etablierter Prozesse nicht erforderlich sind. Beispiel Formatwechsel: Für diese reicht es aus, in der Softwareoberfläche die Parameter einer neuen Karton- oder Flaschengröße einzugeben. Motorsegmente sowie Carrier stellen sich anschließend automatisch darauf um, sodass deutlich mehr Formate und Produkte mit ein und derselben Maschine verarbeitet und verpackt werden können.

Da Lexium MC12 integraler Bestandteil des Schneider Electric Sortiments für die industrielle Automatisierung ist, stehen Nutzern des neuen Multi Carriers zahlreiche ergänzende Hard- und Softwarelösungen zur Verfügung, die dessen Potenziale noch einmal deutlich erweitern. Dazu gehören unter anderem Apps und digitale Dienste für die mobile Inbetriebnahme, hochgradig gesicherte Lösungen für das Remotemanagement, Condition-Monitoring oder die Wartung mithilfe von Augmented Reality.

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