Siemens AG Österreich HESZ-PAT300: Schnelle Schnitte(n)

Das bewährte High-End Motion Control System SIMOTION überzeugt durch optimale Performance für alle Maschinenkonzepte, sowie durch maximale Modularität.

Raffinierte Kombinationen aus Waffel und süßer Creme erfreuen sich in unseren Breiten besonderer Beliebtheit. Doch was für den Gaumen zart-knackiges Vergnügen bedeutet, ist in der Herstellung aufgrund der Komplexität der mitunter sehr unterschiedlich gestalteten Waffelkreationen eine sehr aufwändige Angelegenheit. Und die geht eben ins Geld. Um den Verlangen der Kunden nach mehr Effizienz gerecht zu werden, hat der österreichische Hersteller von Anlagen für die Waffelproduktion, FHW Franz Haas in Leobendorf gemeinsam mit seinem Partner Patreider SRL eine neue Lösung für ein effizientes Waffel-Schneid- und -Zuführsystem für Verpackungsmaschinen und Produkthandling entwickelt – äußerst hilfreich erwies sich dabei die neueste Steuerungs- und Antriebstechnik vom langjährigen Partner Siemens.

Die Technologie CPUs der Advanced Controller SIMATIC S7-1500 bieten einen erweiterten Umfang an Motion-Control-Funktionalitäten.

Schnell und prozesssicher vom Waffelblatt zur Verpackung

Das integrierte, dadurch sehr kompakte Inline-System schneidet ein oder mehrere Waffelblätter der Standardgröße 350 x 500 mm erst in Streifen. Über einen optionalen Drehtisch ist dies wahlweise in Längs- oder Querrichtung möglich, womit sich der Verschnitt minimieren lässt. Die beim ersten Schneiden entstehenden Waffelstreifen werden quer ins erste Dual-Belt-System eingeschoben. Dieses bildet Pakete, indem es eine frei definierbare Anzahl von Streifen durch einen weiteren Schneidrahmen quer in ein zweites Dual-Belt-System schiebt. Darin werden die Waffelstreifen zu fertigen Verpackungseinheiten vereinzelt und diese direkt in die Zuführkette der Verpackungsmaschine eingetaktet.

Herzstück der Dual-Belt-Technologie sind zwei servomotorisch angetriebene Transportketten mit Schieberleisten, die sich programmiert in freier Relation zueinander verfahren lassen. Dadurch können Streifen wie Finger unterschiedlicher Größe nahezu beliebig gebündelt oder vereinzelt werden. So lässt sich der getaktete Produktionsfluss am Einlauf in einen sehr schnellen, kontinuierlichen Produktionsfluss am Auslauf überführen. Entscheidender Vorteil ist, dass die Waffeln durch die gesamte Anlage geschoben, also jederzeit kontrolliert und schonend geführt werden. Das verhindert Schlupf sowie jegliches Verkanten oder Verklemmen von Produkten und bietet somit höchste Prozesssicherheit. Und es erhöht die Ausbringung auf bis zu 300 Endprodukte pro Minute, was etwa dem Doppelten einer konventionellen Zuführung entspricht. Bei einem Vergleich auf zwei sonst identischen Linien bei einem Pilotkunden wurde mit dem HESZ-System auf Anhieb eine um 5 bis 12 % höhere Ausbringung erreicht.

Schnelle Schnitten: Die HESZ liefert flexibel Waffelpakete unterschiedlicher Größe und Anzahl.

Peter Buczolits
Technischer Leiter bei FHW.

„Das Siemens-Gesamtpaket aus Motion Controller, Umrichtern, Servomotoren und HMI erfüllt alle unsere Anforderungen.“

Neue Automatisierung aus einem Guss

Ein entscheidender Punkt für die Akzeptanz bei Haas-Kunden war die Umstellung des Patreider-Systems auf neueste Automatisierungstechnik von Siemens. Diese ist die Basis aller Neuentwicklungen und der bevorzugte Standard der Österreicher.

Taktgeber und Master ist die Verpackungsmaschine, die mit dem Motion Control System des HESZ kommuniziert, einer Simotion D445-2. Diese koordiniert über zwei Control Units CU320-2 und Umrichter Sinamics S120 das Zusammenspiel von bis zu 11 Servoachsen hoch dynamisch und präzise. Über mehrere virtuelle Leitachsen wurde ein frei definierbarer elektronischer Getriebegleichlauf realisiert. So lassen sich sämtliche Abläufe bei jeder Soll-Geschwindigkeit optimal auf das Produkt abstimmen. Absolutwertgeber an den Simotics S-Servomotoren ermöglichen ein nahtloses Wiederanfahren nach eventuellen Störungen in der Verpackungsmaschine ohne Produktverlust.

Dank durchgängiger Servoantriebstechnik sind Formatwechsel in weniger als 10 Minuten möglich. Dazu trägt auch das Servoantriebssystem Sinamics V90 bei, eine Kombination aus Umrichter und Servomotor Simotics S-1FL6, über das die Tischbleche automatisch positioniert werden. Initiiert werden Formatwechsel an einem rangierbar montierten Simatic Comfort-Panel TP1500 mit 15-Zoll-Touchdisplay, das die „Rezepturen“ speichert. Um Verwechslungen zu vermeiden, bietet der Maschinenbauer optional eine Codierung seiner Module per Simatic RFID (Radio Frequency Identification) an.

Das neue Hoch-Effizienz-Schneid- und Zuführsystem HESZ-PAT300 von FHW bildet bis zu 300 Waffelpakete pro Minute und taktet diese kontinuierlich direkt in die Zuführkette der Verpackung ein. Neben dem patentierten Prinzip entscheidend für die hohe Flexibilität und Performance ist durchgängige Steuerungs- und Antriebstechnik von Siemens.

Alle Anforderungen erfüllt

Thomas Patreider: „Mit 30 Jahren Erfahrung in der Servotechnologie kann ich sagen, dass das Siemens-Antriebssystem keine Wünsche offen lässt. Vor allem die Auswahlmöglichkeiten im Sizer-Tool sind sehr gut. Wir haben während der Umstellung im System viel berechnet und festgestellt, dass die Ergebnisse in der Praxis absolut identisch waren“.

„Das Siemens-Gesamtpaket aus Motion Controller, Umrichtern, Servomotoren und HMI erfüllt alle unsere Anforderungen“, sagt Peter Buczolits, der Technische Leiter bei FHW. „Das integrierte Engineering im neuen TIA Portal führt schneller ans Ziel und bietet auch verschiedene Mechanismen, unser spezifisches Know-how wirksam zu schützen.“

Modular zur individuellen, kostenoptimierten Lösung

Die Neuentwicklung fügt sich nahtlos in den modularen Baukasten von Haas ein, aus dem sich schnell kundenspezifisch maßgeschneiderte Systemlösungen für alle Anforderungen generieren lassen. Das neue System lässt sich einfach in bestehende Linien integrieren. Es ersetzt Bandstrecken zum Beschleunigen oder Vereinzeln, was die Stellfläche im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen drastisch reduziert.

Auf der Messe Interpack in Düsseldorf wird eine HESZ-PAT300 im Wechsel zwei jeweils 2-lagige Waffelpakete mit 160 Gramm (22 Finger) und 40 Gramm (8 Finger) schneiden und stellt diese in einem kontinuierlichen Fluss zur Übernahme in eine Verpackungsmaschine bereit.