Durchgängige Integration von Automation und Robotik
Kleine Tiefziehmaschine ganz groß
Tiefziehmaschinen, die statt 20 nur 2m lang sind? Das bedeutet satte 95 Prozent Platzersparnis. Möglich macht das ein neuartiges Rotationsformat – und die tiefe Integration von Automation und Robotik.
Aufgrund des Rotationsformats beginnen Shawpak-Maschinen bei nur 1,5m Länge und beanspruchen weniger als 2m² Grundfläche. (Bild: Mitsubishi Electric Europe B.V.)
Die Shawpak-Tiefziehmaschinen von Riverside Medical Packaging setzen neue Maßstäbe in Sachen Stellfläche. Dennoch können sie nicht nur manuell sondern auch mit einem integrierten Roboter bestückt werden. Komplett neu ist der Form-, Verpackungs- und Verschließprozess, der auf einer Trommel anstatt auf einem Linearfördersystem basiert. Eine präzise Servosteuerung indexiert dabei die Drehbewegung der Trommel zusammen mit der Siegelfolie, während die Produkt- und Verpackungshandhabung durch Absaugen erfolgt.
Indem ein Roboterarm zum Beladen integriert wird, lässt sich die Produktivität der Verpackungsmaschine erhöhen. (Bild: Mitsubishi Electric Europe B.V.)
Platzbedarf deutlich reduziert
Die Bahnen von Verpackungsmaterial, z.B. PET- oder Polyethylenfolien, sowie die Form-, Siegel- und Schneidestationen sind um die Trommel herum angeordnet. Das zu verpackende Produkt wird zunächst auf die Trommel geladen und durchläuft die verschiedenen Stationen, bevor es fertig verpackt auf ein unter der Trommel liegendes Förderband ausgeworfen wird. Aufgrund des Rotationsformats beginnen die Shawpak-Maschinen bei nur 1,5m Länge und können weniger als 2m² Grundfläche beanspruchen. Dies entspricht gegenüber herkömmlichen Tiefziehmaschinen einer Reduzierung des Platzbedarfs bis 95 Prozent. „Eine vergleichbare Maschine kann je nach Anforderungen des Verpackungsprozesses 7 bis 20m lang sein und eine Arbeitsfläche bis 40m² einnehmen“, bestätigt Ivor Rowe, Technischer Leiter bei Riverside Medical. „Infolgedessen kann z.B. ein Reinraumbereich sechsmal mehr Verpackungsmaschinen mit unserem Design aufnehmen.“
Das Automatisierungskonzept basiert auf der kompakten modularen Steuerungsserie Melsec L von Mitsubishi Electric. (Bild: Mitsubishi Electric Europe B.V.)
Flexibilität und Produktivität erhöht
Das neuartige Rotationsdesign der Maschinen erhöht außerdem die Vielseitigkeit und Flexibilität bei Verpackungsvorgängen. Es stehen diverse Formwalzen mit Hohlräumen verschiedener Abmessungen zur Verfügung, die sich leicht entfernen und auswechseln lassen. So können Objekte unterschiedlicher Größe und Form auf derselben Maschine verpackt werden. Indem jedes Stück Verpackungsmaterial verwendet wird, kann mit dem neuen Konzept zudem die Menge an Abfall aus geschnittenem Verpackungsmaterial reduziert werden, die bei anderen Designs auftritt. Durch die Integration eines Roboterarms zum Beladen der Maschine ist es zudem möglich, auch die Produktivität zu erhöhen bzw. die Aufrechterhaltung einer kontrollierten Umgebung im Reinraum zu erleichtern. „Traditionelle Tiefziehmaschinen erfüllen in der Verpackung von Medizinprodukten nicht mehr die heutigen Anforderungen an Flexibilität und Durchsatz“, hebt Rowe hervor: „Wir glauben, dass unser Ansatz einen Wendepunkt für die Branche darstellt.“
Partnerschaftlich zum Erfolg
„Nachdem wir das erste Konzept entwickelt hatten, wandten wir uns an Mitsubishi Electric, um unsere Designvision für eine schnelle, effiziente, robuste und zuverlässige Maschine umzusetzen“, so Rowe weiter. „Da es um ein völlig neues Konzept ging, brauchten wir einen Partner, der sowohl die SPS-, Servo- und Indexierungsaspekte, als auch ein kostengünstiges Roboterintegrationspaket liefern konnte.“ So war Mitsubishi Electric in die strategische Konzeption, die Entwicklung und die Umsetzung von Shawpak involviert. Die große Herausforderung lag dabei in der erweiterten Funktionalität bei gleichzeitig sehr begrenztem Platz. Im Ergebnis ist das Bedienfeld einer Shawpak-Maschine deutlich kleiner als bei einer herkömmlichen Blister-Verpackungsmaschine. Daher kommt an dieser Stelle eine neue SPS der Melsec-L-Serie zum Einsatz, die eine platzsparende Lösung mit passender Leistung bietet. Die Steuerung ist mit einem Melsec-Simple Motion Modul und Melsec-WS-Sicherheitsmodulen konfiguriert und mit einem Bediengerät von Typ GOT2000 verbunden. Auch der optionale Melfa-Knickarmroboter wird über die SPS gesteuert. Alle Komponenten sind dabei über ein offenes CC-Link-Steuerungsnetz verknüpft.
Medizintechnik als erster Schritt
Während das neue Maschinendesign ursprünglich für die Verpackung von Medizinprodukten entwickelt wurde, sollen auch andere Verpackungsindustrien von der Lösung profitieren. „Wir glauben, dass es auch einen großen Einfluss auf den Lebensmittel- und Getränkebereich und die Verpackung von elektronischen Servicekomponenten haben könnte, sowie überall wo hohe hygienische Anforderungen bestehen“, erklärt Rowe. „In diesem Sinne freuen wir uns, gemeinsam mit Mitsubishi Electric an Shawpak und zukünftigen Projekten zu arbeiten.“
