PET: Top in Form

Autor Frank HoehnErstellt am Keine KommentareSchlagwörter , , , , , , Kategorien Connected Automation

Automatisierung in Stretch Blow-molding

Das Design macht den Unterschied: Die Entstehung der kompakten und leistungsfähigen Streckblasmaschine L42X von Amsler Equipment macht deutlich, wie mittelständische Maschinenbauer vom Engineering-Support eines Automationspartners profitieren, der nicht nur als Systemlieferant, sondern auch als i4.0-Enabler agieren kann.

100 % entworfen, gebaut und gewartet in Nordamerika: Die kanadische Amsler Equipment Inc. ist der einzige nordamerikanische Hersteller von vollelektrischen linearen PET-Streckblasformanlagen. In einem ausgeklügelten Prozess fertigen diese aus sog. Preforms verschiedenste PET-Flaschen. Wie viele mittelständische Maschinenbauer steht Amsler vor der Herausforderung, sich gleichzeitig auf Kernkompetenzen zu konzentrieren und mit der Digitalisierung Schritt zu halten. Für die neue Streckblasmaschine L42X suchte das Unternehmen folglich nicht nur intelligente Antriebs- und Steuerungstechnik, sondern auch handfesten Engineering-Support.

 

Neue Engineering-Partnerschaft

Hintergrund für die Neukonstruktion der Streckblasmaschine: Das bisherige Maschinenkonzept war an seine technischen Grenzen gestoßen und stand der gewünschten Präzision und Ausbringungsmenge entgegen. Dies wurde durch eine Weiterentwicklung der Formschließe und des linearen Transportkonzepts erreicht. Im gleichen Zug sollte die neue Maschine auch fit für i4.0 werden. Nach längerer Marktrecherche und intensiven Gesprächen entschied man sich für eine Intensivierung der Zusammenarbeit mit Bosch Rexroth, die sich bereits seit der Unternehmensgründung bewährt hatte. Neben der lokalen Präsenz spielte hierfür insbesondere die genaue Marktkenntnis und die daraus resultierende Fähigkeit eine Rolle, bei der Konzeption und Auslegung der insgesamt zwölf Achsen der neuen Maschine zu unterstützen.

Die Preforms kurz vor der Übergabe auf die Werkstückträger (Bild: Canadian Packaging).

 

Vollautomatischer Herstellprozess

Die neue vollautomatische Streckblasmaschine Amsler L42X adressiert Abfüller von Food- und Non-Food Produkten. Mit vier Arbeitsstationen fertigt sie stündlich bis zu 6.000 hochwertige PET-Flaschen in anspruchsvollen Designs. Die Preforms werden zunächst über ein Förderbandsystem aus Containern entnommen, vereinzelt und gerichtet auf Werkstückträger übergeben. Im zweiten Arbeitsschritt werden sie linear durch vier Heizöfen gefördert und dabei geregelt auf Temperaturen von ca. 90 bis 120°C erhitzt. Eine speziell gestaltete Förderanlage positioniert die erhitzten Rohlinge präzise in der Blasform, die aus zwei Hälften besteht. Für die sichere Aufnahme zwischen den beiden Formplatten wurde eigens ein neuer Schließmechanismus entwickelt. Im eigentlichen Streckblasprozess reckt ein von unten kommender Dorn die Preforms mechanisch in die Länge, während sie mittels Druckluft in die Form geblasen werden. Je nach Fassungsvolumen der Fertigprodukte lassen sich zwei oder vier Einheiten pro Maschinenzyklus fertigen. Im vierten und letzten Arbeitsschritt werden die Kunststofflaschen aus der Blasform entnommen, für den Weitertransport mit dem Boden nach unten ausgerichtet und auf ein Förderband zur Weiterverarbeitung übergeben.

 

Schlüsselstelle Schließmechanismus

Ein charakteristisches Element, das die LX42 von bisherigen Streckblasmaschinen unterscheidet, bildet der spezielle Schließmechanismus der Blasform. Um PET-Flaschen in einer Frequenz von bis zu 2,2 Sekunden herstellen zu können, wurde ein spezieller Doppelkurbeltrieb entwickelt, der die beiden Platten besonders schnell und akkurat schließt. Mithilfe des Ingenieurwissens von Bosch Rexroth, der Dimensionierungssoftware IndraSize und der Simulationssoftware MS C Adams gelang es Bosch Rexroth, eine technisch und wirtschaftlich optimale Antriebslösung zu finden und der L42X somit rasch zur Marktreife zu verhelfen.

 

Die Streckblasmaschine Amsler L42 in Aktion (Quelle: Amsler Equipment Inc.)

 

Weniger Pneumatik, mehr Kontrolle

Eine weitere Besonderheit der L42X bildet der konsequente Einsatz elektromechanischer Servoachsen, wodurch sich die für Streckblasmaschinen übliche Anzahl von Pneumatikachsen deutlich reduzierte. Effekt der Maßnahme: geringere Betriebskosten, kürzere Zykluszeiten und mehr Kontrolle über den Fertigungsprozess. Einschließlich des beschriebenen Schließmechanismus der Blasform werden neun von zwölf Achsen von der dezentralen Antriebslösung IndraDrive Mi bewegt. Das schrittweise Durchschieben der Rohlinge durch den Ofen erfolgt mithilfe eines elektromechanischen Zylinders (EMC), den Rexroth ebenfalls aus einer Hand lieferte.

Höchste Präzision mit schaltschrankloser Antriebstechnik und leistungsfähiger Steuerung: Im perfekt synchronisierten Takt wandern die Preforms durch den Ofen. (Bild: Canadian Packaging)

 

Zwölf Achsen, exakt synchronisiert

Als wesentliche Anforderung an das Antriebskonzept galt es, die Bewegungen der zwölf Achsen perfekt zu synchronisieren, etwa das Entladen nach dem Formen und das Um- bzw. Absetzen auf den Auslaufförderer. Letztere Aufgabe löste Amsler effizient mithilfe zweier einbaufertig gelieferter CKR Compactmodule inklusive Zahnriementrieb und Steuerung. Die übergeordnete Synchronisation und Überwachung sämtlicher Maschinenbewegungen übernimmt das Rexroth Motion Logic System IndraMotion MLC75.

Mit zwei einbaufertig gelieferten CKR Compactmodulen aus dem Lineartechnikportfolio von Rexroth werden die fertigen Flaschen perfekt synchronisiert auf das Förderband gesetzt. (Bild: Canadian Packaging)

 

i4.0 ready

Ein wichtiges Verkaufsargument für Amslers weltweite Kundschaft bildet die neue Funktion zur Ferndiagnose. Der kanadische Hersteller kann somit in Absprache mit dem Kunden den Maschinenzustand remote abfragen und bei Bedarf umgehend agieren. Die gewählte Rexroth MLC bietet dank der offenen Technologieschnittstelle Open Core Interface darüber hinaus noch viele weitergreifende Möglichkeiten zur sinnvollen Verbindung der Automations- mit der IT-Ebene. So ist Amsler etwa in der Lage, seine neue Maschinengeneration sehr einfach mit IoT-Anwendungen vernetzen.

Freuen sich über verbesserten Kundenservice durch i4.0: Rexroth Projektleiter Paul Thiele mit Werner, Jason und Heidi Amsler (v. links). (Bild: Canadian Packaging).

 

Weniger Schaltschrank, weniger Kabel

Neben höchster Verfügbarkeit und optimalem Service steht Amsler seit jeher auch für elegantes und kompaktes Design. Diesen Anspruch unterstreicht der Hersteller nicht zuletzt durch schaltschranklose Antriebstechnik. Der schlanke Aufbau mit intelligenten, dezentralen IndraDrive Mi Antrieben nebst passenden Standard- und Kompaktumrichtern der Reihe IndraDrive C und Cs ließ sich der Schaltschrank soweit verkleinern, dass Amsler ihn erstmals in die Maschine integrieren konnte. Das vereinfacht nicht nur den Versand, sondern auch das Entladen, die Einrichtung und Installation am Zielort. Weitere Kostenersparnisse ergeben sich durch den reduzierten Verkabelungsaufwand. Statt bis zu 18 Kabeln in einem konventionellen Aufbau werden die neun IndraDrive Mi Achsen der L42X über ein einziges Hybridkabel versorgt und gesteuert.

Das Innenleben des integrierten Schaltschranks mit der Motion Logic Control von Bosch Rexroth, die sämtliche Achsbewegungen überwacht und synchronisiert (Bild: Canadian Packaging).

 

Live auf der Pack Expo 2017

Mithilfe des fundierten Engineering-Know-hows seines Engineering-Partners und dessen intelligenten Lösungen aus den Bereichen Automation, Antrieb und Lineartechnik ist es Amsler gelungen, binnen kurzer Zeit eine wegweisende Streckblasmaschine auf den Markt zu bringen, die neue Maßstäbe in Sachen Design, Leistung und Konnektivität setzt. Auf Pack Expo in Las Vegas können sich Messebesucher davon überzeugen, dass Amsler damit nicht nur den Nerv der Zeit, sondern auch bei ihrer Zielgruppe ins Schwarze trifft.

 

 

 

Über den Autor:

Ist Senior Applikation Ingenieur für Plastik Maschinen der Bosch Rexroth AG in Lohr a.M., Deutschland. Er studierte Maschinenbau – Dipl.-Ing. (BA) – mit dem Schwerpunkt Design und Konstruktion an der DHBW Mosbach. Er sammelte seine ersten Berufserfahrungen in der Automobilindustrie als Konstrukteur einer Innenzahnradpumpe für CVT-Getriebe. Seit 1999 arbeitet er für die Bosch Rexroth AG. Zunächst in der Entwicklungsabteilung von Pumpen für Industrieanwendungen. Aufgrund der Erfahrungen in der Massenproduktion und den Qualitätsstandards der Automobilindustrie übernahm er 2005 die Leitung des Qualitätsmanagements für Industriepumpen in Lohr. Seit 2010 hat er eine globale Verantwortung für einen Großkunden und eine Gesamt-Länderverantwortung für Anwendungen in der Plastik Maschinen Branche. Zusätzlich ist er weltweit verantwortlich für Schaum- und Formteilmaschinen.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.