Modułowa automatyzacja i mniej tworzyw sztucznych w maszynach w przemyśle opakowaniowym

fot. Maszyna typu PLU do laminowania tacek z masy celulozowej - modułowa seria maszyn Illig XLU do pakowania żywności z zastosowaniem zestawu automatyzacji ctrlX AUTOMATION firmy Bosch Rexroth.

Z perspektywy producentów maszyn nie opłaca się jednak tworzyć i utrzymywać osobnej serii produkcyjnej dla każdej formy opakowań. Znacznie bardziej ekonomiczne są koncepcje instalacji o budowie modułowej, takie jak seria maszyn XLU, którą działające na międzynarodowym rynku przedsiębiorstwo ILLIG Maschinenbau GmbH & Co. KG opracowało przy użyciu nowoczesnego zestawu rozwiązań automatyzacyjnych ctrlX AUTOMATION firmy Bosch Rexroth.

Modułowe maszyny do pakowania

ILLIG to przedsiębiorstwo z siedzibą w niemieckim Heilbronn, należące do czołowych dostawców termoformierek i systemów pakowania oraz systemów narzędzi do kartonu, papieru i tworzywa sztucznego. To rodzinna firma o bogatej tradycji. Jej przyszłościowa seria maszyn XLU, która została zaprezentowana na targach Interpack 2023, znacznie rozszerza możliwości w zakresie laminowania celulozy i kaszerowania kartonu. Z myślą o maksymalnej elastyczności przy wyborze lub łączeniu materiałów opakowaniowych modułowa seria XLU jest dostępna w trzech wersjach. Typ CLU służy do formowania i laminowania opakowań kartonowych, natomiast maszyny typu PLU są przeznaczone do laminowania naczyń z masy papierowej. Wersja TLU dodaje z kolei do tacek z tworzywa sztucznego kartonowe etykiety.

Cyfryzacja i ochrona inwestycji

Oprócz elastyczności ważnym wymogiem klienta było przygotowanie nowej serii produkcyjnej na przyszłość. „Maszyny do pakowania to inwestycje długoterminowe, muszą więc działać przez 20 lat i dłużej” – wyjaśnia Markus Peter, szef działu projektowania systemów elektrycznych w firmie ILLIG Maschinenbau. Aby nowe projekty maszyn były w stanie dotrzymać kroku postępującej cyfryzacji, przedsiębiorstwo ILLIG zdecydowało się na otwarte rozwiązanie do automatyzacji ctrlX AUTOMATION z oferty swojego wieloletniego partnera technologicznego – firmy Bosch Rexroth. „Nasze maszyny muszą być otwarte na przyszłe aplikacje i zmiany zarówno pod względem programowym, jak i sprzętowym” – podkreśla Markus Peter. „Firma Bosch Rexroth zaoferowała nam do tego optymalne warunki”.

Podstawa w postaci otwartej platformy automatyzacji

Wybierając ctrlX AUTOMATION, firma ILLIG postawiła na nową generację sterowników i napędów, która podobnie jak sam projekt maszyn cechuje się maksymalną elastycznością i otwartością. „Modułowa struktura rozwiązania stanowi dobrą platformę do opracowywania przyszłościowych instalacji” – wyjaśnia Markus Peter. „Otwarte komponenty sprzętowe i programowe zapewniają wysoką jakość procesów. Umożliwiają też pozyskiwanie danych na potrzeby ciągłej optymalizacji oraz zwiększania produktywności i efektywności energetycznej”.

Mniej miejsca zajmowanego w szafie sterowniczej

Oprócz platformy sterującej ctrlX CORE firma ILLIG wykorzystuje do automatyzacji swojej serii modułowych maszyn również moduły ctrlX I/O oraz kompaktowe serwonapędy ctrlX DRIVE z precyzyjnymi serwosilnikami MS2N. Obsługują one wszystkie istotne osie w takich procesach jak transport bliski, rozwijanie folii czy dostarczanie produktów za pomocą stołu obrotowego. Połączenie skalowalnej techniki napędowej oraz urządzeń dwuosiowych, przemienników częstotliwości, falowników i modułów I/O o wysokim stopniu integracji pozwala znacznie zmniejszyć szafę sterowniczą. W przypadku serii XLU oszczędność miejsca w porównaniu z tradycyjną instalacją sięga 40%.

Przyszłościowa łączność

Platforma ctrlX AUTOMATION zapewnia też producentowi maszyn dużą swobodę projektowania sieci wewnętrznych i zewnętrznych. Jako magistralę komunikacyjną na poziomie maszyn firma ILLIG wybrała standard przemysłowy EtherCAT, dzięki czemu może sprawnie włączać do sieci niestandardowe komponenty różnych producentów. „Firma Bosch Rexroth od dawna jest naszym partnerem w dziedzinie automatyzacji” – opowiada Markus Peter. Oprócz otwartości technologicznej za rozszerzeniem współpracy przemawiały doświadczenie branżowe i znakomita pomoc techniczna w obszarze aplikacji. „Otrzymaliśmy intensywne, partnerskie wsparcie przy podstawowych pracach inżynierskich nad nową serią maszyn” – mówi szef działu projektowania systemów elektrycznych. „Ta pomoc przy projektowaniu i rozplanowywaniu napędów, modułów I/O i innych komponentów bardzo ułatwiła nam dotrzymanie napiętego harmonogramu”.

Zrównoważony rozwój w automatyzacji

Dzięki nowemu, skalowalnemu zestawowi rozwiązań do automatyzacji ILLIG może w ekonomiczny sposób realizować zarówno małe, jak i złożone rozwiązania. Istotnym czynnikiem jest tu elastyczność programowania. „W zależności od potrzeb możemy użyć tego języka, który najlepiej pasuje do określonej sytuacji. Mamy przy tym do dyspozycji również popularne obecnie języki i formaty, takie jak Java, JSON czy Python” – podkreśla Markus Peter. „W dobie braku wykwalifikowanych pracowników ułatwia to poszukiwanie programistów. Nasi specjaliści szybko odnaleźli się w nowym świecie automatyzacji i wykorzystali sporo napisanego wcześniej kodu. Przy użyciu platformy ctrlX AUTOMATION bez problemu możemy też w dalszym ciągu obsługiwać ponad 20-letnią technologię. Właśnie tak wygląda zrównoważony rozwój w automatyzacji”.

Szybsze wprowadzanie nowych produktów na rynek

Jednym z fundamentów platformy ctrlX AUTOMATION jest wieloletnie doświadczenie firmy Bosch Rexroth w obszarze zastosowań związanych z ruchem. Przejawia się to również w internetowych, niskokodowych środowiskach programowania. Do wirtualnej symulacji pracy sterownika ctrlX CORE można wykorzystać komputer PC, co przyspiesza programowanie instalacji. „Szybko stworzyliśmy i uruchomiliśmy kod dla wirtualnych osi” – mówi Markus Peter. „Potem wystarczyło przestawić gotową maszynę na osie rzeczywiste, co przyniosło nam kolejne oszczędności czasowe”.

Długoterminowa obsługa i zdalna konserwacja

Oprócz różnych dyscyplin, takich jak sterowniki, programowanie, bezpieczeństwo i aplikacje, do całościowej koncepcji ctrlX AUTOMATION należy również przyszłościowy model serwisu, który obejmuje aktualizacje oprogramowania, całodobową pomoc telefoniczną i długoterminową dostępność części zamiennych na całym świecie. Dostawcy działający na rynku międzynarodowym, tacy jak ILLIG, mogą w ten sposób zabezpieczyć inwestycje swoich klientów na 25 lat i dłużej. Cyfrowe narzędzia, w tym ctrlX Digital Service Assistant, Service Indicator i ctrlX Device Portal, umożliwiają szybką diagnostykę zdalną, usuwanie błędów oraz wdrażanie nowych aplikacji i funkcji oprogramowania.

„Na potrzeby swoich prac projektowych klienci firmy Bosch Rexroth znajdą w sklepie ctrlX Store szeroką ofertę aplikacji naszej marki i dostawców zewnętrznych z ekosystemu partnerów ctrlX World, które powstały z myślą o zróżnicowanych zadaniach automatyzacyjnych w przemyśle” – wyjaśnia Tobias Gerhard, który w firmie Bosch Rexroth odpowiada za rozwój działalności w obszarze towarów konsumpcyjnych. „Udostępniamy też rozwiązania i biblioteki do samodzielnego tworzenia aplikacji, co dodatkowo zwiększa swobodę klientów”.

Przyszłościowa struktura kosztów

Jak mówi Jürgen Lochner, dyrektor ds. technicznych w firmie ILLIG, wybór platformy ctrlX AUTOMATION i powiązane z nią obniżenie całkowitego kosztu posiadania pomaga przedsiębiorstwu trwale wzmacniać jego pozycję na międzynarodowym rynku. „To unikalne połączenie technologicznej otwartości i pewności dostaw sprawia, że w tych dynamicznych czasach możemy zapewnić naszym klientom optymalną strukturę kosztów. Pozwala to nam wzmacniać naszą pozycję na międzynarodowym rynku i rozszerzać naszą koncepcję maszyn modułowych o atrakcyjne rozwiązania modernizacyjne”.