Als Automation Manager Roberto Trezzi feststellte, dass es an der Zeit war, die grundlegende Philosophie des Maschinenbaus seiner Produktpalette zu überdenken, plante er den Weg dorthin. Trezzi: „Damals habe ich darüber nachgedacht, das Automatisierungssystem unserer Maschinen mit der klassischen Siemens-SPS und analogen Antrieben auf ein IPC-basiertes System mit digitalem Netzwerk umzustellen. Das IPC-Konzept steckte damals noch in den Anfängen.“ Es dauerte längere Zeit, bis er sich für den Wechsel von SPS zu Industrie-PC und Controllern entscheiden konnte. „Ich war nicht glücklich, mit Windows anzufangen, um ehrlich zu sein“, räumt Trezzi ein. Er prüfte zunächst die verfügbaren Feldbusstandards und entschied sich nach dem Vergleich der technischen Daten für Ethercat, weil es sich um ein offenes und stabiles System mit der passenden Leistung handelt.
Der nächste Schritt war die Auswahl neuer Antriebe. Trezzi begann mit der Untersuchung und Verbesserung der Bewegungen der zahlreichen Achsen, die auf Thermoschweißmaschinen vorhanden sind. „Bereits in den 1990er-Jahren konnten Spitzenmaschinen sehr schnelle Produktionszyklen erreichen und das hat sich im Laufe der Jahre noch gesteigert. Seit den 2000er-Jahren gab es einen richtigen Wettlauf, die Zahl der Zyklen pro Minute zu steigern und auf den internationalen Messen und bei den Kunden wurden technisch anspruchsvolle Produkte präsentiert“, erinnert sich Trezzi.
Es gab dabei echte Herausforderungen bei den leistungsstärkeren Achsen, welche durch diese Maschinen enorm belastet wurden: Die Antriebe mit 45A haben Spitzenströme von 90A und auf den Maschinen mit 350 Zyklen pro Minute wurden sie bis an ihre Grenzen belastet. „Ich habe daher viel recherchiert, um herauszufinden, welcher der verschiedenen Hersteller schon länger Geräte mit wichtigen Leistungsstufen entwickelt hat, vielleicht auch aus der Welt der Wechselrichter. In jedem Fall sollten sie Lösungen liefern, die sich durch eine hohe Dynamik und Trägheit auszeichnen“, so Trezzi. Auf diesem Weg kam er dann zur Lust Antriebstechnik, heute Keba Industrial Automation. „Aldo Bucci von Keba hat mir ermöglicht, einen seiner Kunden zu besuchen, der wassergekühlte Antriebe mit 250 bis 500A nutzt.“
„Keba hat mir bei jedem Schritt weitergeholfen. Ich begann ja in der analogen Welt. Ich brauchte Hilfe von der ersten bis zur letzten Achse, um den richtigen Antrieb zu finden, die Trägheit richtig zu berechne oder, die passende Größe der Antriebe festzulegen“, erklärt Trezzi. Die Produktion von Einkaufstaschen läuft äußerst präzise ab und das Schneiden und Versiegeln muss schnell erfolgen. Hier ist Präzision und Synchronisierung der Achsen von entscheidender Bedeutung. „Keba half mir dabei, alle Stufen und Bewegungsabläufe zu prüfen – wir haben dies gemeinsam für alle Achsen untersucht.“
Um den hohen Ansprüchen der Verpackungsindustrie gerecht zu werden, greift In.Pack auf Antriebslösungen von Keba zurück. – Bild: Keba Industrial Automation GmbH Immer wieder müssen die Maschinen an neue Trends in der Beutelverpackungsindustrie angepasst werden. – Bild: Keba Industrial Automation GmbH
Trends in der Beutelverpackungsindustrie
„Es gibt viele Trends und Veränderungen in der Branche, aber eines bleibt wohl immer gleich“, seufzt Trezzi. „Die meisten Menschen betrachten Kunststoff als schlecht und das wird sich wohl auch nicht ändern. Wir können das Wort ja fast gar nicht mehr benutzen.“ Viele Lieferanten entwickeln daher alternative Rohstoffe, die biologisch abbaubar, zersetzbar und/oder recycelbar sind, also Monomaterialien. Viele Rohstoffe sind mittlerweile mehrschichtige Produkte. Die Maschinenbauer müssen mit dieser Entwicklung Schritt halten und sicherstellen, dass ihre Maschinen diese neuen Materialien in derselben oder sogar einer besseren Qualität als zuvor verarbeiten können. Trezzi: „Für uns stellt das eine echte Herausforderung dar: Die Maschinen müssen so konstruiert werden, dass wir diese Materialien, die übrigens unterschiedliche Eigenschaften haben, in der gewünschten Qualität und mit der erforderlichen Geschwindigkeit schneiden und versiegeln können.“ Denn eines ändert sich nämlich tatsächlich laufend: Geschwindigkeit wird immer wichtiger. Trezzi: „Die Versiegelung von Polyethylen, ein Monomaterial, in hoher Qualität ist beispielsweise sehr schwierig. Wir sprechen hier über mehr als 120 Schnitte pro Minute. Für solche Verarbeitungsprozesse benötigen wir verschiedene Schritte für eine einzige Verschlussposition“, fügt er hinzu. Maschinen, die solche Materialien verarbeiten können, weisen auch eine komplexe Automatisierung auf: Ein herkömmliches Band hat vielleicht zehn oder 15 Antriebe, aber die mittlerweile benötigten Bänder benötigen möglicherweise mehr als 20 Antriebe, um die Geschwindigkeit und Präzision zu erzielen. Damit wird sichergestellt, dass die Abdichtung passt und die Geschwindigkeit hochgehalten oder sogar erhöht werden kann. Trezzi: „Wir halten ein europäisches Patent, mit dem wir die Folienspannung aufgrund einer elektronischen Tänzersteuerung genau steuern können. Dieses System wird mit einem Keba-Antrieb betrieben.“
Das nächste wichtige Thema für den Maschinenbauer Trezzi ist der Energieverbrauch. Trezzi: „Die Kunden beginnen, Erklärungen und Informationen zum Energieverbrauch als Teil des CO2-Fußabdrucks ihrer Endprodukte zu verlangen, was durch den enormen Preisanstieg in den letzten Monaten noch verstärkt wurde.“
