Stanzmaschine
Ein Pappbecher – Ein simpler Alltagsgegenstand, der im Mülleimer landet, sobald der Kaffee leer getrunken ist. Was keiner vermutet: Die Herstellung dieser Becher ist durchaus aufwändig, von den Maschinen sind Präzision und Dynamik gefordert. Die neue Stanzmaschine Drusula 1200S des Verpackungsmaschinenherstellers Weyhmüller erfüllt diese Anforderungen mit einem Baumüller Antriebs- und Steuerungs-Gesamtsystem hervorragend.
Das Neu-Ulmer Verpackungsunternehmen Weyhmüller geht mit seiner Drusula 1200S mit einer besonders dynamischen Stanzmaschine auf den Markt. Die Maschine stanzt Becherzuschnitte aus Papier. Mit einem optional integrierbaren Flexodruckwerk kann außerdem das Teilbedrucken des Papiers direkt in der Anlage erfolgen. Baumüller trug mit der kompletten Automatisierung von der Steuerung bis hin zum Motor erheblich zur Dynamik und Effizienz der neuen Weyhmüller-Maschine bei.
Die Maschine - Dynamik und Komfort
Die Drusula 1200S wurde bereits 2004 entwickelt und konnte nun in der Weiterentwicklung zukunftsfähig optimiert werden. Auf der Maschine mit einer Bahnbreite von 1250 mm können Becherzuschnitte unterschiedlicher Größen mit einer Materialstärke bis zu 400 µm gefertigt werden. Durch konstruktive Änderungen sowohl in der Mechanik als auch der Elektrik konnte die Produktivität erheblich gesteigert und die Leistung für kleine Zuschnitte von 350 auf 450 Hübe/Minute deutlich angehoben werden. Doch für die Entwickler ergaben sich daraus auch neue Herausforderungen. So waren, bedingt durch die höhere Geschwindigkeit die Vibrationen in der Maschine deutlich stärker. Diesem Problem begegnete der Maschinenbauer aber mit einem raffinierten Trick: Gegenläufige Gewichte gleichen die Unwucht aus.
Durch die Nutzung neuartiger Kabelführungen, die oberhalb der Maschine und nicht wie sonst am Boden entlang verlaufen, konnte außerdem der Verdrahtungsaufwand gleichzeitig deutlich reduziert werden und die Zugänglichkeit der Maschine von allen Seiten wurde verbessert. Mit einem eigens entwickelten Wagen ermöglicht der Maschinenbauer außerdem einen komfortablen Werkzeug- und Rollenwechsel. Die in der Verpackungsindustrie üblichen schnellen Produktwechsel sind mit diesem optionalen Zubehör kein Problem mehr.
Flexibilität zählt
Die Stanze und das Druckwerk sind in der Drusula 1200S als eigenständige Module unabhängig voneinander gefertigt und mit zwei separaten Baumüller Steuerungen ausgestattet. „Jeder einzelne Kunde kommt mit anderen Anforderungen zu uns“, erklärt Heinrich Peitz, Geschäftsführer bei Weyhmüller, „das bedenken wir schon bei der Entwicklung und ermöglichen mit modularen Lösungen die nötige Flexibilität.“ Auch auf spätere Veränderungen in seinem Produktionsablauf kann der Anwender damit schnell und einfach reagieren.
Die Automatisierung
Mit einem kompletten Antriebs- und Automatisierungspaket bestehen aus Steuerung, Elektronik, Motor und Service unterstützte Baumüller bei der Optimierung der Drusula 1200S.
Safety first
Highlight in der Automatisierung der Stanzmaschine ist die Kombination von Sicherheitssteuerung und Standard-Steuerungsfunktionalitäten in einem Gerät. Die safePLC von Baumüller deckt alle Steuerungsaufgaben ab, so dass keine separate Sicherheitssteuerung notwendig ist. Das spart Verdrahtungsaufwand und hat zudem den Vorteil, dass kein Datenaustausch zwischen der Anlagensteuerung und der Sicherheitssteuerungen erfolgen muss. Die Sicherheitsfunktionen werden in der Antriebselektronik realisiert und direkt über den Feldbus ausgelöst. So entstehen keine Zeitverluste, was die hohe Taktrate und damit gute Produktivität der Maschine sicherstellt. Die Drusula 1200S verfügt über höhere Sicherheitsfunktionen, die abhängig vom Betriebszustand der Maschine aktiviert werden.
Highlight im Antriebssystem der Stanzmaschine ist die Kombination von Sicherheitssteuerung und Standard-Steuerungsfunktionalitäten in einem Gerät.
Bei der Antriebselektronik bringt Baumüller seine Umrichterreihe b maXX 5000 zum Einsatz. Die Entscheidung fiel wegen der Maschinensicherheit auf diese Baureihe. Die Geräte der b maXX 5000er Familie bieten nämlich ein flexibles Safety-Konzept, in dem mit steckbaren Sicherheitsmodulen nach EN 62061 und EN 13849 je nach Anforderung verschiedene Safety-Pakete gewählt werden können. Zusätzlich handelt es sich hierbei um ein platzsparendes Anreihsystem, bei dem mehrere Achsen mit einer Einspeisung auskommen und im Servicefall einzelne Achsen sehr einfach und schnell ausgetauscht werden können.
Weniger ist mehr
Die komplette Anlage ist mit Baumüller-Servomotoren ausgerüstet. In der Stanze kommen hierbei fünf Antriebe, in der Druckmaschine drei Antriebe zum Einsatz. Bei der Konstruktion der Drusula 1200S konnten die Antriebsexperten einen kompletten Antrieb einsparen und so die Energieeffizienz der Maschine positiv beeinflussen. Der sogenannte Stopper-Antrieb im Vorschub wurde obsolet, nachdem die Entwickler beschlossen, den Vorschub über eine Kurvenscheibe anzufahren. Da bei der vorangegangenen Lösung, abhängig von der Beschaffenheit des Papiers, ein Schlupf entstehen konnte, der zu Papierabrieb führte, wurde mit der Neukonstruktion zudem eine deutliche Schonung des Materials erreicht. So konnten durch das Know-how der Baumüller-Spezialisten die Effizienz und Funktion der Maschine optimiert und gesteigert werden.
Die Antriebsexperten konnten einen kompletten Antrieb einsparen und so die Energieeffizienz der Maschine positiv beeinflussen.
Da diese Lösung ein extrem dynamisches Abbremsen und Beschleunigen des betreffenden Motors erfordert, kommt hier ein wassergekühlter DSD2-Motor zum Einsatz, der für diese anspruchsvolle Anwendung die erforderliche hohe Dynamik und beste Start-Stopp-Qualitäten bietet.
Erfolgsfaktor Teamwork
Während des gesamten Projektes war Baumüller für den Hersteller von Verpackungsmaschinen Weyhmüller Partner in allen Fragen der Automatisierung und Antriebstechnik. So realisierte die Programmierung der Funktionen und der Maschinenvisualisierung zwar ein externer Partner des Maschinenbauers, die ständige Unterstützung durch Baumüller war dabei aber stets gegeben. „Wir als mittelständisches Unternehmen schätzen die Unterstützung solch langfristiger Partner sehr“, sagt Peitz, „so entstehen Innovationen, die unseren Kunden zugutekommen“. Auch nach Abschluss der Entwicklung konnte Baumüller den Maschinenbauer unterstützen und ist weiterhin Ansprechpartner für Inbetriebnahme und Service. Auch Schulungen gehören zum Angebot, das Weyhmüller gerne nutzt, um seine eigenen Mitarbeiter für den Umgang mit der neuen Maschine fit zu machen.
Fazit
Mit einem kompletten Antriebs- und Automatisierungspaket bestehend aus Steuerung, Elektronik, Motor und Service unterstützte Baumüller den Verpackungsmaschinenhersteller Weyhmüller bei der Optimierung der Drusula 1200S. Die Antriebsexperten konnten u.a. einen kompletten Antrieb einsparen und so die Energieeffizienz der Maschine positiv beeinflussen. Highlight im Antriebssystem der Stanzmaschine ist die safePLC von Baumüller, eine Kombination aus Sicherheitssteuerung und Standard-Steuerungsfunktionalitäten in einem Gerät.
Weyhmüller konnte bei seiner neuen Stanzmaschine mit der Unterstützung von Baumüller die Taktrate steigern und erreicht beim Betreiber damit eine deutlich höhere Produktivität. Durch die enge Zusammenarbeit von Maschinenbauer Weyhmüller und Automatisierungsspezialisten Baumüller entstand eine deutlich effizientere Anlage und das Optimierungspotenzial wurde voll ausgeschöpft. Durch die langfristige Zusammenarbeit auch über die Entwicklung hinaus steht Weyhmüller und seinen Kunden auch für kommende Inbetriebnahmen und Serviceeinsätze über den Lebenszyklus der Maschine das gesamte Baumüller-Know-how zur Verfügung.
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