Bügelflaschen sind wieder in. Einen Nachteil haben die nostalgischen Verschlüsse jedoch. Herstellungs- und Verschließvorgänge sind schwer zu automatisieren. Die AMS Getränketechnik ist dafür Spezialist. Der Umstieg auf B&R-Automatisierungstechnik ermöglichte dem Unternehmen die Entwicklung eines Reihenfüllers in Rekordzeit.
Bügelverschlüsse können ohne Werkzeug beliebig oft geöffnet und wieder verschlossen werden und sie eignen sich auch für Flaschen, in denen die Flüssigkeit, beispielsweise durch Kohlensäure, unter Druck steht. Leider sind sie aber teurer als alle anderen gängigen Flaschenverschlüsse und die Montage auf dem Flaschenhals und das Verschließen der Flasche sind nicht ganz einfach zu automatisieren. Das Zusammensetzen der Verschlüsse erfolgt daher meist manuell. Im deutschsprachigen Markt, wo Bügelflachen Mehrweggebinde sind, kommen jährlich nur etwa 5 % der im Umlauf befindlichen Stückzahl neu in den Kreislauf. Auch das Verschließen der Flaschen nach dem Abfüllen erfolgte in der Vergangenheit ausschließlich von Hand. Was in kleinen Manufakturen eine erträgliche Arbeit ist, wird bei Massenproduktion zur Schwerarbeit, wenn mehrere Tausend Bügelverschlüsse pro Stunde zugedrückt werden müssen.
Seit ihrer Gründung 1994 hat sich die AMS-Getränketechnik auf die Abfüllung in Flaschen mit Bügelverschluss spezialisiert. Heute ist das niederösterreichische Unternehmen auf ihrem Spezialgebiet weltweit Marktführer. „Wir haben uns auf ein Spezialthema konzentriert und dabei nicht nach links oder rechts geschaut“, beschreibt Helmut Gazso, Firmengründer und geschäftsführender Gesellschafter, sein Erfolgsrezept. „Obwohl wir auch die Standardisierung vorantreiben, entstehen unsere Maschinen in enger Abstimmung mit den Kunden und sie sind die schnellsten auf dem Markt.“
So schafft es etwa der AMS-Bügelverschließer zehn Flaschen pro Sekunde zu verschließen. Dabei werden die aus der Füllanlage kommenden Flaschen ausgerichtet, verschlossen und der Verschluss geprüft. Im Jubiläumsjahr 2005 wurde mit einer Montiermaschine für die Bügelmontage auch ein davor liegender Teil der Produktionskette erschlossen. Jüngste Entwicklung war dabei die Ergänzung mit einem Sortierer, der mittels Kamera und Roboter für die lagerichtige Zureichung der fertigen Bügelverschlüsse zur Montage sorgt.
Umstieg zur Portfolio-Erweiterung
„Bis vor kurzem wurde von vielen Anwendern ein bestimmtes Steuerungsfabrikat bevorzugt“, sagt Gazso. „Und wir haben uns sehr lange mit deren mangelnder Flexibilität und Erweiterungsfähigkeit herumgeärgert.“ Im Detail kam es immer wieder zu Problemen mit verlorenen Signalen bei hoher Geschwindigkeit. Zudem fanden die Techniker von AMS die Einschränkungen bei der Modellvielfalt und die fehlende Gestaltungsmöglichkeit bei Touchpanels unbefriedigend. Dazu kam die mangelnde Verfügbarkeit von Ersatzkomponenten für Erweiterungen nach einigen Betriebsjahren.
Viele AMS-Anlagen sind nicht als Stand-alone-Anwendungen im Einsatz, sondern in Produktionslinien mit Abfüllanlagen von namhaften Herstellern eingebunden. Dass diese für ihre Anlagen B&R einsetzen, machte die AMS-Elektronik-Programmierer auf die naheliegende Alternative aufmerksam.
Ende 2010 bestellte eine Brauerei in Taiwan bei AMS einen Bügelverschließer und einen Reihenfüller, der fertig zugekauft werden sollte. Der Hersteller hatte zwar angeboten, konnte jedoch den Auftrag nicht erfüllen. Da keine ähnliche Anlage am Markt verfügbar war, mit der die geforderten Leistungsdaten zu erfüllen waren, entwickelte AMS selbst einen Reihenfüller, der auch kleinen Brauereien für ihr gutes Selbstgebrautes beste Abfüllqualität sichert. Dabei sind die Anwendungsmöglichkeiten dieses modular aufgebauten Kurzrohrfüllers keineswegs auf Bier beschränkt. Er ist für alle flüssigen Füllstoffe und für Flaschen aus Glas und PET mit Durchmessern zwischen 50 und 120 mm und Höhen von 180 bis 470 mm geeignet und zeichnet sich unter anderem durch exakte Wiederholgenauigkeit der Füllhöhe aus.
Innovationsschub mit Starthilfe
„Trotz knapper Umsetzungsfristen machten wir dieses Projekt zum Anlassfall für den Umstieg, da vom leeren Blatt Papier weg konstruiert wurde und keine Software-Altlasten zu übernehmen waren“, sagt Gazso. „B&R unterstützte uns durch tätige Mithilfe bei der Ausarbeitung der Konzepte und die Bereitstellung von Entwicklungswerkzeugen zur Evaluierung.“ Den Umstieg erleichterte den AMS-Technikern die durchgängige Verwendung von Automation Studio als einzigem Werkzeug für die Programmierung aller Automatisierungs-Aufgaben. Ob Ablaufsteuerung, Visualisierung, Antriebs- oder Sicherheitstechnik, nur ein Werkzeug war zu kaufen und zu installieren und auch nur eines zu erlernen.
Dass die in Zusammenarbeit mit B&R erarbeiteten Automatisierungskonzepte durch ihre Durchgängigkeit und Performance überzeugen, liegt aber auch daran, dass technische Neuentwicklungen zur rechten Zeit fertig wurden. So standen von Beginn an für diesen Einsatz perfekt geeignete Produkte zur Verfügung. AMS setzt als kompakte Steuer- und Bedieneinheit für alle künftigen Maschinenserien das Power Panel 500 im Edelstahl-Komplettgehäuse für Tragarmmontage ein. Es wird meist im kombinierten Betrieb mit dem Betriebssystem Automation Runtime und Windows eingesetzt. So kann es die gesamte Steuerung übernehmen und zugleich in der Visualisierung mit integrierten PDF-Hilfeseiten oder Videos die Usability verbessern. Mittels eines Windows-tauglichen Fremdprogramms wurde eine einfache und sichere Fernwartung realisiert. Genutzt wird auch der integrierte Transponder-Leser, der es ermöglicht, benutzerspezifische Bedienung anzubieten.
Dezentral zu höchster Leistung
Über Powerlink ist das restliche Automatisierungssystem mit dem steuernden Power Panel 500 verbunden. Aufgebaut ist es aus Komponenten des X20-Systems im zentralen Schaltschrank und in zusätzlichen Schaltkästen, die durch X67-Baugruppen direkt am Maschinenrahmen ergänzt werden. Zur Anschaltung und Integration der vorhandenen Ventilinseln kommen XV-Module zum Einsatz.
Der Antrieb der zahlreichen Bewegungsachsen erfolgt mit Acopos-Servoverstärkern. Über sie werden Synchronmotoren der 8LSA-Serie mit B&R-Getriebe angesteuert, teilweise aber auch mit ebenfalls via Powerlink angeschlossenem Frequenzumrichter Acoposinverter P74 in Buchform. „Die Einfachheit des Einsatzes, die Möglichkeiten und die Dynamik der B&R-Antriebstechnik hat unsere Erwartungen bei weitem übertroffen“, erinnert sich Elektronik-Programmierer Stephan Holzer. „In der Motion-Programmierung kann der Anwender nur schwer etwas falsch machen und die Zusammenschaltung über Powerlink stellt fast von selbst die starre Achs-Synchronität her.“
Auch bei der Sicherheit wird der neueste Stand der Technik eingesetzt. So sind Sicherheitsfenster aus ESG-Glas mit berührungsloser, einstellbarer Sicherheitszuhaltung eingebaut. Diese sind mittels X67-Modulen über openSAFETY mit einer SafeLOGIC verbunden. Über Powerlink kommuniziert diese Sicherheitssteuerung auch mit den Acopos-Antriebskomponenten. Durch sichere Bewegungsfunktionen können Bediener an der Maschine sicher arbeiten, andererseits ist der Verkabelungs- und Diagnoseaufwand gering.
„Beeindruckend ist der direkte Support vom Hersteller, den B&R leistet, sowohl in Form rascher Teileverfügbarkeit als auch durch kompetente Beratung“, sagt Gazso. Zudem ergibt sich durch die Hinterlegung der Konfigurationsdaten in der zentralen Steuerung die Möglichkeit, Steuerungs-, Visualisierungs- und Antriebskomponenten durch Kundenpersonal tauschen zu lassen. Möglich ist dies, weil die Notwendigkeit zu individueller Geräteeinstellung und damit auch zur Verwendung von Programmiergeräten entfällt.
2011 wurde der Reihenfüller „Sansiba“ als erstes mit B&R-Technik automatisiertes AMS-Produkt auf der Brau Beviale präsentiert. Seit Mai 2012 ist er in Taiwan im Einsatz. Seither wurde auch ein Bügelverschließer so ausgestattet, ebenso drei Bügelmontiermaschinen.
Halle A6, Stand 540
prozesstechnik-online.de/dei0913419
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