PC-based Control und EtherCAT-Vernetzung von Beckhoff nutzt die Marchesini-Gruppe, Spezialist für der Verpackungs- und Abfüllmaschinen in der Pharma- und Kosmetikindustrie, schon seit vielen Jahren. Und auch bei der Bewegungssteuerung fiel nach einem intensiven Benchmark die Entscheidung 2019 pro Beckhoff. „Wir mussten hinsichtlich Motion Control und Mechatronik einen Quantensprung machen, um uns auf die Herausforderungen der kommenden Jahre vorzubereiten“, sagt Stefano Gualmini, Leiter der Abteilung Automation R&D bei Marchesini. Anfangs nutzte Marchesini die klassischen rotatorischen Motion-Komponenten, inzwischen wird auch das lineare Transportsystem XTS als mechatronische Antriebslösung eingesetzt.
Ein Beispiel ist die Monoblock-Maschine Compact-24, die zum Zählen und Abfüllen von Tabletten, Kapseln oder Pillen in Flaschen entwickelt wurde. Am Einlauf nimmt ein mechanisches System die Medikamenten-Fläschchen aus einem Stapel und stellt sie einzeln auf einen XTS-Mover. Die Mover fahren dann zur Füllstation, wo mehrere Flaschen gleichzeitig über passende Trichter mit den zuvor abgezählten Pillen befüllt werden. Anschließend erfolgt der Transport zur nächsten Station, wo die Fläschchen an die rotierende Verschlusseinheit zu übergeben sind. Danach geht es wieder mittels XTS zur Entnahmestelle, von wo aus die Gebinde nach einer Reihe von Kontrollen zur weiteren Verarbeitung weitergeleitet werden.
Jeder Mover fährt autonom
Jeder XTS Mover bewegt sich autonom und wird entsprechend positioniert bzw. gruppiert. Die hohen linearen Geschwindigkeiten, die Marchesini mit dieser Technologie nun erreicht, minimieren die Zeiten für die Rückfahrt der leeren Mover zur Aufnahmestation und für den Flaschenwechsel. XTS vereinfacht ebenso die Formatumstellung. Vom Bedienfeld aus können die Mover zu Gruppen positioniert und zu definierten Stellen für den Austausch der produktspezifischen Adapter gefahren werden.
Zwei Besonderheiten zeichnen die Compact-24 aus: Zum einen können die Bewegungen der mit variablen Abständen fahrenden Flaschen synchronisiert werden. Zum anderen lassen sich die Mover per Software konfigurieren und bei einem Produktwechsel den neuen Gebinden und deren Besonderheiten anpassen, z. B. der Form des Fläschchens, dessen Fassungsvermögen und dem zwischen den Produkten einzuhaltenden Abstand.
Optimierter Transport
„XTS ermöglicht uns einen flexiblen und stets optimierten Transport“, betont Stefano Gualmini. Denn das Abfüllen von Pillen oder Tabletten ist nicht ganz so trivial, wie es den Anschein hat. Diese Produkte neigen dazu, mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten aus den Trichtern des Zuführsystems in die Flaschen zu fallen. Zudem wird die Fülldauer bei jeder einzelnen Flasche von der optischen Integritätsprüfung beeinflusst.
Hinzu kommt, dass immer mehrere Flaschen parallel befüllt werden. Daher ist ein unabhängiges Handling jeder einzelnen Flasche zwingend notwendig. XTS kann mit seinen individuell ansteuerbaren Movern hier seine Stärken gegenüber herkömmlichen mechanischen Lösungen voll ausspielen: Mit XTS ist jede Flasche einzeln handhabbar. „Da die Füllstation die Tabletten in jeder Flasche zählen muss, erwies sich XTS als ideal, um die Synchronisierungsprobleme lösen zu können.“
Wie normale Antriebsachsen
Mechanisch sind die Motormodule und Führungsschienen des XTS vollständig in das Maschinengestell integriert. Softwaretechnisch werden die Mover wie normale Antriebsachsen in das Automatisierungsprojekt eingebunden. Je nach Ausprägung können das mehrere Dutzend Achsen sein, welche die Anwendung an sich jedoch nicht belasten. „Dies bringt deutliche Vorteile in Bezug auf Flexibilität und Geschwindigkeit“, betont Stefano Gualmini.
Und die Verbesserungen sind messbar: Mit der Integration von XTS konnte Marchesini die Genauigkeit in bestimmten Anwendungen um bis zu zwei Größenordnungen verbessern. Dies hat dazu beigetragen, die Produktionsgeschwindigkeit der Compact-24 von 120 auf 150 Flaschen pro Minute zu erhöhen. Zudem sorgt der Einsatz des Multiachs-Servosystems AX8000 mit seinem Spannungszwischenkreis (DC-Bus) für erhebliche Energieeinsparungen von bis zu 20 %.
Beckhoff Automation GmbH & Co. KG
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