Sollich, ein renommierter Hersteller von Maschinen und Anlagen für die Süßwarenindustrie, hat ein bereits 1948 patentiertes Verfahren weiterentwickelt. Das Ergebnis ist der Candymaster, eine Maschine zur vollautomatischen Herstellung von gefüllten und ungefüllten Süßwaren im One-Shot-Verfahren. Mitverantwortlich für die zuverlässige Funktion dieser präzise arbeitenden Maschine sind elektronische Kurvenscheiben, Servoachsen und ein Industrie PC mit Touchscreen eines Unternehmens aus Bad Homburg.
A. Reichelt
Der Candymaster besteht im Wesentlichen aus einem kontinuierlich laufenden Formentransportband, dem Gießaggregat, einem Kühltunnel und einem Förderband zum Austragen der fertigen Produkte. Dazu zählen beispielsweise gefüllte und ungefüllte Bonbons, gefüllte Toffees und Pfefferminztaler.
Das Herzstück der Maschine ist das Gießaggregat. Im One-Shot-Verfahren dosieren hier hochgenau geregelte Kolben bis zu drei Komponenten gleichzeitig in eine Form. Dieser Prozess läuft bis zu 40 mal nebeneinander auf dem Formentransportband ab. Bei einer Taktzeit von weniger als einer Sekunde erreicht so der Candymaster eine äußerst hohe Produktivität.
Harmonische Maschinenbewegungen
Alle Bewegungen der Maschine werden über insgesamt fünf elektrische und hydraulische Servoantriebe unter Verwendung von Kurvenscheiben- und Synchronisierfunktionen realisiert. Somit gibt es ausschließlich kontinuierliche, harmonische Bewegungen. Sie sorgen bei sehr hohen Geschwindigkeiten für Präzision und geringen Verschleiß der teuren mechanischen Komponenten.
Wesentlich für die ordnungsgemäße Funktion der gesamten Maschine ist das Formentransportband mit stufenlos regelbarer Geschwindigkeit. Alle anderen Bewegungen sind hierauf abgestimmt. Im laufenden Prozess kann eine Phasenverschiebung sämtlicher miteinander synchronisierter Bauteile (Achsen) vorgenommen werden. Beispielsweise ist der Mitlauf des Gießaggregates relativ zum Formentransportband dynamisch verschiebbar.
Die Gesamtheit dieser technischen Merkmale ermöglicht eine optimale Anpassung des Candymasters an die verschiedensten Roh- und Endprodukte in kürzester Zeit und online.
Bedienung über vollgrafisches Touchsystem
Die komplette Bedienung der Maschine erfolgt im Dialog über einen Industrie PC mit TFT-Flachdisplay über Touch und, alternativ, Tastatur. Hierfür steht eine komfortable und weitestgehend über Grafikelemente gesteuerte Bedienoberfläche zur Verfügung. Hervorzuheben ist, dass der Bediener über den Touch freie Produktgeometrien erzeugen kann, d.h. er kann die Praline „frei Hand“ zeichnen. Der IPC generiert aus dieser Zeichnung automatisch die entsprechenden Bewegungsprofile der Achsen und leitet diese unverzüglich an die Steuerung weiter. Alle Maschinenparameter und Rezepturdaten können in einer Rezeptverwaltung und auf Memory-Card abgespeichert werden. Damit lässt sich die komplette Maschine leicht auf unterschiedliche Produkte umstellen.
Die Einbindung der Maschine in ein PPS-System über Ethernet ist aufgrund der eingesetzten Technologie gegeben.
Komplexe Automatisierungslösung
Die Automatisierungslösung integriert die Systembedienbarkeit mit dem Industrie-PC IPC 5000, der RPS 2005, die SPS-Funktionalität übernimmt, sowie dem Positioniersys-tem auf Basis von NC154-Achscontrollern. Diese arbeiten als Parallelprozessoren am Rückwandbus des Systems 2005. Das NC154-Positioniersystem berechnet mit wenigen variablen Parametern und mechanikbezogenen Konstanten elektronische Kurven. Der intelligente Servoachscontroller NC 154 generiert aus diesen Daten ein in sich steifes Positionsgebilde aus Sollwerten für die einzelnen hydraulischen und elektromotorischen Servoachsen. Damit sich alle Einzelbewegungen zu einem sinnvollen Ganzen koordinieren lassen, steht ein parametrierbarer Kurvenscheibenautomat zur Verfügung.
Die NC154-Module kann man als Interface für drei analoge Servoachsen im Verbund mit bis zu fünf Modulen mit je drei realen und drei virtuellen Achsen betreiben. Es sind auch Achscontroller mit CAN- oder Sercos-Interface mit jeweils sechs Achsen möglich. Die Umsetzung der komplexen Maschine wurde durch die Firmware des Achscontrollers und das offene Gesamtkonzept entscheidend vereinfacht.
Über den IPC 5000 mit einem 10,40-TFT-Colordisplay mit resistiver Touchtechnologie werden Produkt- und Maschinenparameter sowie Produktgeometrie eingegeben. Der IPC 5000 zeichnet sich durch modularen Aufbau, skalierbare Prozessor- und Speicherleistung und die Kombinierbarkeit mit unterschiedlichen Displaytechnologien aus. Bei Sollich stand eine optimale Anpassung der Visualisierung an die Maschine im Vordergrund. Durch selbst erstellte Symbolik in Vollgrafik und einem speziellen Visualisierungswerkzeug lassen sich Maschinenlay-outs schnell und einfach erstellen.
Die Steuerung RPS 2005 besitzt außer SPS-Eigenschaften, die man über IEC1131-3-konforme Programmiersprachen, Automation Basic oder Ansi-C umsetzt, auch die Eigenschaft eines Kommunikationsprozessors. Dieser kann über serielle Schnittstellen, CAN-Bus, Profibus oder Ethernet-TCP/IP mit anderen Systemen Daten austauschen. Das Betriebssystem der CPU arbeitet mit einem Echtzeit-Multitaskingkern, der für jede Funktion der Steuerung exakte Wiederholgenauigkeit in einstellbaren Zykluszeiten von minimal 1 ms sicherstellt. Im Hardwareaufbau ist das System 2005 ein modulares Gerät mit Rückwandbusmodul, Netzteil, Hochleis-tungs-CPU und standardmäßigen SPS-Baugruppen sowie Technologieprozessoren wie dem Achscontroller NC154.
Für SW-Erstellung, Inbetriebnahme und Test steht das Automation Studio zur Verfügung. Dieses Softwarewerkzeug unterstützt zum einen die Programmierung nach IEC1131-3, aber auch Hochsprachenprogrammierung in Automation Basic und Ansi-C. Darüber hinaus werden Technologiefunktionen zur Achsinbetriebnahme, Reglerparametrierung und Kurvenscheibenimplementierung unterstützt. Weiterhin steht eine umfangreiche SW-Bibliothek vom Nockenschaltwerk bis zum selbstoptimierenden Temperaturregler zur Verfügung.
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