Antriebstechnik Verpackungsmaschinen sicher antreiben und automatisieren

Verpackungsmaschinen müssen höchste Leistung, kompaktes Design und Nachhaltigkeit vereinen. Lenze liefert dafür die passenden Antriebs- und Automatisierungslösungen – vom sensorlosen Motor bis zur Non-Stop-Robotik. 

Die Anforderungen an Verpackungsmaschinen steigen: Regulierungen zur Kunststoffreduktion, der Wunsch nach kompakteren Anlagen und die Forderung nach maximalem Durchsatz verlangen nach innovativen Konzepten. Der Antriebs- und Automatisierungsspezialist Lenze bietet hierfür passgenaue Lösungen, die Leistungsfähigkeit, Flexibilität und Nachhaltigkeit in der Maschinenarchitektur vereinen. Im Folgenden stellen wir vier aktuelle Lösungsansätze vor.

Präzise Motion Control für Hochgeschwindigkeits-Trayformer

Die EU-Verpackungsverordnung (PPWR) zwingt die Industrie zum Umstieg auf alternative Materialien wie Kartonagen. Für Konstrukteure bedeutet das oft, bestehende Linienlayouts anpassen zu müssen. Dass dies auch ohne Einbußen beim Produktdurchsatz möglich ist, zeigt die Antriebs- und Automatisierungstechnik von Lenze am Beispiel des Hochleistungs-Trayformers des Partners Mpac.

Durch exakte Achssynchronisation und präzise Motion Control ermöglicht das System ein innovatives Rotationszuführkonzept. Dieses ersetzt klassische, intermittierende Stößelsysteme und sorgt für einen stabilen Dauerbetrieb. Das Ergebnis ist eine kompakte Anlage, die auf kleiner Stellfläche bis zu 200 Kartontrays pro Minute aus flachen Zuschnitten formt und aufrichtet. Konstrukteure können so PPWR-konforme Lösungen mit konstanter Taktzahl und hoher Prozesssicherheit realisieren – und das bei optimaler Flächeneffizienz.

Wenn es darum geht, Maschinen kompakter, kostengünstiger und materialeffizienter zu konstruieren, müssen Entwickler nicht immer auf klassische Servotechnik zurückgreifen.

Servoähnliche Performance ohne Servo

Wenn es darum geht, Maschinen kompakter, kostengünstiger und materialeffizienter zu konstruieren, müssen Entwickler nicht immer auf klassische Servotechnik zurückgreifen. Lenze beweist dies mit dem Motor Drive System IE5/IE6, bestehend aus dem Frequenzumrichter i650 motec und dem Synchronmotor m550/m650.

Das System nutzt eine sensorlose Open-Loop-Regelung, die ein Anlaufmoment von bis zu 300 Prozent bei 0 min^–1 liefert – und das komplett ohne Motorrückführung (Geber). Für Konstrukteure bedeutet der Wegfall von Feedbacksystemen und aufwendiger Verkabelung deutlich reduzierte Initialkosten, weniger Bauraum und eine vereinfachte Montage. Mit integrierter Logic PLC, Positionierfunktion und integrierten Sicherheitsfunktionen (wie STO) eignet sich das hocheffiziente System (bis zu 60 Prozent weniger Motorverluste) ideal für Förderantriebe, Hubanwendungen und Positionierachsen.

Kompaktes Maschinendesign durch intelligente Servoumrichter

Bei hochdynamischen Anwendungen in der Verpackungstechnik stehen Entwickler im Spannungsfeld zwischen begrenztem Platz in den Werkshallen und der Forderung nach komplexen, synchronen Bewegungen. Lenze löst dieses Problem mit den Servoreglern der Reihen i950 und i750 cabinet.

Der i950 verlagert die Motion-Intelligenz direkt in den Antrieb. Über vorbereitete Technologieapplikationen (wie z. B. elektronische Kurvenscheiben) lassen sich komplexe Bewegungen elektronisch abbilden. Das ersetzt aufwendige mechanische Bewegungsführungen, spart massiv Bauraum und macht die Maschine verschleißärmer. Für Mehrachsanwendungen mit extremen Synchronisationsanforderungen bietet der i750 cabinet in Kombination mit der One-Cable-Technology höchste Wiederholgenauigkeit. Die offene Architektur der Regler ermöglicht Konstrukteuren ein schnelles, modulares Maschinendesign für einen maximalen Durchsatz pro Quadratmeter.

Inline-Robotik maximiert den Durchsatz

Jeder Maschinenstillstand kostet wertvolle Zeit. Zyklusunterbrechungen bei Pick-and-place-Vorgängen lassen sich mit der Inline-Robotik von Lenze durch das sogenannte „Rotary Tracking“ komplett vermeiden.

Anstatt nach dem Stop-and-Go-Prinzip zu arbeiten, „fährt“ die Robotik-Kinematik (z. B. ein Delta-Roboter) hierbei der kontinuierlichen Bewegung der Mechanik (etwa eines rotierenden Tisches) rechnerisch nach. Servos und Encoder erfassen die Achspositionen in Echtzeit, woraufhin der Lenze Controller eine dynamische Zielbahn berechnet – der Roboter greift und platziert das Produkt im laufenden Betrieb. Konstrukteure profitieren von der Lenze Fast Application Software: Robotik wird hier nicht aufwendig programmiert, sondern nach PLCopen-Standards parametriert. Da Motion, Logic und Robotik auf einer gemeinsamen Plattform ohne zusätzliche Robotersteuerung laufen, sinkt die Systemkomplexität drastisch. Ein digitaler Zwilling ermöglicht zudem die virtuelle Vorab-Inbetriebnahme, was die Time-to-Market der Verpackungsmaschine spürbar verkürzt.