Moduláris vezérléstechnika tisztaterekben is alkalmazható kompakt csomagoló gépsorokhoz

Interjú Jürgen Welkerrel (KOCH Pac-Systeme) a csomagolási ipar különleges gépeinek tervezési követelményeiről

2015. június 05., péntek, 06:00

Címkék: am8000 Beckhoff buborékfólia csomagológép koch orvostechnika TwinCAT vezérléstechnika

A németországi Pfalzgrafenweilerben lévő KOCH Pac-Systeme a megrendelő igényei szerint kialakított buborékfóliás csomagológépek és berendezések gyártására specializálódott. A különleges felhasználási követelmények rugalmas és hatékony megvalósításának minimális követelménye egy következetesen moduláris konstrukció, amit tökéletesen támogat a Beckhoff finoman skálázható, nyílt vezérlés- és hajtástechnológiája.

Melyek a KOCH Pac-Systeme legfontosabb piacai, és mi különbözteti meg a megoldások portfólióját?

Jürgen Welker: A KOCH a legkülönfélébb iparágaknak kínál csomagolási megoldásokat, különösen kemény buborékfóliákhoz. Egyértelmű specialitásunk a megrendelő igényei szerinti gépek és berendezések tervezése. Ez az a rugalmasság és egyediség, amivel kitűnnek termékeink. Három célpiacot különböztetünk meg: a fogyasztási cikkek, a kozmetikumok/higiéniai termékek és az orvostechnikai termékek piacát, amelyeknél főszerepet játszanak a tisztaszoba követelményei. Emellett a KOCH nemcsak magával a csomagológéppel foglalkozik, hanem a teljes technológiával. A funkciókat tekintve ez a buborék tervezésétől és a minőségbiztosítástól a nyomon követésig, a berendezésnél pedig a mélyhúzó egységtől, a raklap-leszedő robottól, „pick-and-place” manipulátoroktól az egyes buborékok csoportosításáig és a végcsomagolásig tart.

Mennyire fontos a moduláris gépkonstrukció az egyedi csomagolási megoldásoknál, és milyen mértékben támogatja Önöket ebben a Beckhoff vezérléstechnikája?

A moduláris gépkonstrukció elengedhetetlen feltétele, de ennek ellenére nem költséges követelménye a megrendelők precíz specifikációjához igazított csomagolási megoldásoknak. Forgóasztalos fóliázógépünket a követelményektől függően például ki lehet bővíteni fedőfólia-adagolóval, első és hátsó kártyabehelyezővel vagy automata termékadagolóval. A vezérlés oldalán ezt a Beckhoff technológiája optimális módon támogatja. Ebben hasznát látjuk a hatékony és rugalmas EtherCAT kommunikációnak a digitális és analóg EtherCAT terminálok széles választékával együtt. Bár a vezérlőt a Beckhoff központi ipari PC-jével valósítottuk meg, a hardverköltségek, valamint a szoftverrel és a beüzemeléssel kapcsolatos munkák minimalizálása érdekében ugyanilyen egyszerű lett volna a Beckhoff beágyazott PC-jével megoldani a moduláris kialakítást.

Jürgen Welker, a KOCH automatizálási és szerviz divíziójának vezetője az új KDT medplus forgóasztalos gép előtt, amelyet egészségügyi területen tisztaszobákban történő használatra terveztek.

Mióta használnak vezérlési platformként PC-alapú vezérlést?

A KOCH 1996 óta használja a PC-alapú vezérlést, a szervohajtások technológiájával együtt pedig 2011 óta. Ennek egyik legfontosabb oka, hogy akkoriban gépi kontrollereinket – megrendelőink kívánsága szerint – a legkülönfélébb PLC rendszerekkel kellett kiviteleznünk. Az automatizálás világa felé teljesen nyitott, rendkívül rugalmas Beckhoff technológia segítségével végül le tudtuk cserélni azoknak a PLC-knek a széles körét, melyeket addig támogatnunk kellett. Emellett a PC-alapú vezérlés nyitottsága egyszerű kapcsolatot biztosított a magasabb szintű rendszerekhez való csatlakozáshoz. A TwinCAT PC-alapú automatizálási szoftver rugalmasságával egyik hagyományos PLC programozási környezet sem képes versenyezni. A rendszer nyitottságának még ma is sok hasznát látjuk. Ennek egyik példája a jól megalapozott EtherCAT kommunikációs szabvány, amely lehetővé teszi a kapcsolódást az összes szükséges komponenshez, beleértve a nyomtatókat és szkennereket is.


Az Önök gépei rugalmasak, mégis egyszerű a beüzemelésük. Milyen részt vállal ebből a PC-alapú vezérlés és a TwinCAT?

A gépgyártó számára a Beckhoff automatizálási technológiája, és különösen a TwinCAT hatalmas előnye a rendkívül rugalmas rendszer. A vezérlés programozója számára természetesen a szoftver igen jól kialakított szerkezettel rendelkezik. Egy másik előny az egyszerű kommunikáció az ERP rendszerekkel, például a TwinCAT OPC Server által kialakított SAP interfészen keresztül. Ez különösen a végfelhasználók számára hasznos. Berendezéseinkben a TwinCAT NC PTP-t használjuk, valamint a TwinCAT NC I-et a delta kinematikai funkcionalitáshoz, amit a Beckhoff hajtás- és vezérléstechnikájával automatizáltunk. Itt ismét a rendszer nyitottságának látjuk hasznát, mert sok funkció, például a fűtő PID szabályozók előre konfigurált TwinCAT könyvtárakkal valósíthatók meg. Szükség esetén azonban – például a delta kinematika terén meglévő – saját szakértelmünket is fel tudjuk használni.

A terepi jelek többnyire az IP 67-es védettségű EtherCAT Box modulokon keresztül csatlakoznak a vezérlőrendszerhez, melyek használatával rugalmas, helytakarékos topológia alakítható ki, a szükséges switchek számának minimalizálása mellett.

Milyen kivételes előnyöket kínál a PC-alapú vezérlés az Ön szempontjából?

Kompakt gépeinknél nagyon fontos az OCT (One Cable Technology – egykábeles technológia) megoldás, ami a telepítéssel járó kevesebb ráfordítás mellett az elektronikus névtábla és az integrált abszolút enkóder előnyeit is kínálja. A fő előny azonban beüzemeléskor jelentkezik a kábelezési hibák gyakoriságának rendkívüli mértékű csökkenésében. Az OCT a telepítési idő körülbelül 40 %-át és a költségek kb. 25 %-át takarította meg. A berendezéseink rugalmasságát és kompakt kivitelét illető másik lényeges előnyt a Beckhoff I/O rendszere nyújtja az IP 67-es védettségű EtherCAT Box modulokkal. Ezek az I/O modulok kezelik az üzemi jelek több mint felét rendkívüli hatékonysággal az adott technológia közvetlen közelében.

Az AX5000 EtherCAT szervohajtások az AM8000 szervomotorokhoz csatlakoznak OCT (egykábeles technológia) megoldással, ami a telepítés idejét kb. 40%-kal csökkenti.

Az Önök ’medplus’ termékcsaládja kimondottan az egészségügy számára tervezett csomagológépeket kínál. Miben különböznek ezek a standard kínálattól?

Az új, ’medplus’ márkánkat elsősorban a GMP-nek (helyes gyógyszergyártási gyakorlat) és a tisztaszobának megfelelő gépkonstrukciók, a folyamatok megfelelő paramétereinek kalibrálása és a GEP szabványoknak (helyes mérnöki gyakorlat) megfelelő géptervezés jellemzik. Ez utóbbi egyebek mellett azt jelenti, hogy könnyű a tisztítás, kerüljük az üregeket, valamint különleges kenőanyagokat, zárt kábelcsatornákat és egészségügyben használható anyagokat alkalmazunk, továbbá a minősítés és validálás dokumentumai megfelelnek a GMP-nek, GAMP 5-nek és az ISO-nak. Emellett az egyes projektekben szakértői csapat vesz részt. Mindennek az eredménye nemcsak a termék hibátlan csomagolása, hanem a tökéletes termékminőség és az, hogy a termék megbízható módon a saját csomagolásába kerüljön. A munkafolyamat végzetes lenne, ha a berendezés kicserélné a vérnyomás növelésére szolgáló gyógyszert egy vérnyomáscsökkentőre, vagy ha nem megfelelő adagok kerülnének a csomagolásba.

A KOCH delta robot is élvezi az AM8000 szervomotorok nagy dinamikájának előnyeit. 

Mit jelentenek az egészségügy és tisztaszoba technológiai követelményei az automatizálási technológia számára?  

Az automatizálási technológia különleges követelményeit a GAMP (helyes automatizált gyártási gyakorlat) irányelvei tartalmazzák. Például: hogyan kell egy programnak „kinéznie”, vagy hogyan tartják nyilván egy program módosításait?  Ennek megfelelőn a ’medplus’ változatoknál sokkal több monitoring mechanizmust valósítunk meg, mint a standard változatok esetében. Az egyes csomagolások feliratait még egyszer ellenőrizzük, hogy biztosak legyünk benne, a termék megfelel a csomagolási információknak. A ’medplus’ know-how-nak így kevesebb köze van a gép tervezéséhez, és több az automatizálási technológiának. Ezektől az irányelvektől eltekintve mindig fontos szempont az orvosi technológiáknál a gépek helyigénye, mert a berendezéseket költséges tisztaszobákban üzemeltetik, ahol korlátozott a rendelkezésre álló hely. Számunkra, gépgyártók számára ez azt jelenti, hogy rendkívül kompakt rendszerekre van szükség, amit nagyrészt a Beckhoff technológiájának köszönhetően tudunk elérni. Ahogy már említettem, segítenek az EtherCAT Box modulok, de a helytakarékos szervohajtások is. Különösen hasznosak a kompakt EL72xx szervomotor-terminálok, melyek hatalmas helymegtakarítással járnak.

Milyen alkalmazásokhoz képzelték el a KDT medplus forgóasztalos gépet, amit az Interpack 2014 kiállításon mutattak be?

A KDT medplus forgóasztalos gépeket kimondottan alacsony (mondjuk percenként 5-10 termék) feldolgozási sebességű egészségügyi alkalmazásokhoz terveztük. Ennek jellemző példája a térd- és csípőízületek csomagolása. Ez egy félautomata gép, amelyben a termékeket kézzel helyezik a buborékfóliába. Természetesen szükség esetén automatikusan is adagolhatók a termékek, ami teljes mértékben összhangban van a moduláris gépkialakítás filozófiájával. A végfelhasználó számára előny, hogy a KDT medplus megelégszik mindössze négy szerszámmal, ami alacsonyan tartja a beruházási költségeket és rövid átállási időt biztosít termékváltásnál. A gépet két NC szervotengellyel – AX5000 EtherCAT szervohajtások, és AM8000 szervomotorok a forgóasztalhoz és a fe­dőfólia adagolásához – valamint kb. 80 I/O segítségével automatizáltuk. A KDT medplus egy kisméretű rendszer nagy gépeinkhez, pl. a KOCH akkumulátorcsomagoló gépsorhoz viszonyítva, amelyik kb. 60 szervohajtással és 3000 I/O-val rendelkezik.

Hol lát további optimalizálási lehetőségeket a PC-alapú vezérlés felhasználásával a jövőbeni projektekben?

Egyik jelenlegi projektünknél integrált biztonsági megoldásként már alkalmazzuk a TwinSAFE-et. Tervezzük, hogy a jövőben ezt szériafelszerelésként alkalmazzuk, mert kisméretű rendszereknél (kb. 10 védőajtó) és nagy rendszereknél (akár 60 ajtó) óriási optimalizálási lehetőség jelentkezik a korábban használt hagyományos biztonságtechnikához képest. A TwinCAT 3-ra történő átállás érdekében már teszteltük a meglévő TwinCAT 2-es projektek importálását TwinCAT 3 alá, és minden gond nélkül sikerült.

Azt várjuk, hogy a TwinCAT 3 jelentős előnyöket fog biztosítani gépeink moduláris kialakításában, különösen az objektumorientált programozás révén.

A Beckhoff Automation hozzájárulásával közölt interjú

www.beckhoff.hu

Keresés
Bejelentkezés / Regisztráció
TERMÉK + MEGOLDÁS

Magával ragadó film-, hangzás- és játékélmény? Hódít a Panasonic OLED-je

Média Partnerek