Servotechnik Melitta-Tochter Cofresco produziert Eiskugelbeutel mit Servo-Technik von Lenze

Beim heimischen Produzieren von Eiswürfeln muss man nicht mehr das Gefrierfach unter Wasser setzen. Die Melitta-Tochter Cofresco Frischhalteprodukte hat Eiskugelbeutel entwickelt, die scheinbar der Schwerkraft trotzen: Wasser einfüllen und dann den Beutel um 180 Grad drehen. Er ist sofort dicht, ohne dass man ihn zuknoten muss. Ein Ventil aus Folie macht es möglich. Und nach dem Gefrieren lässt sich das zu Eiskugeln verwandelte Wasser auch noch leichter entnehmen als bei der Vorgängergeneration. Frequenzumrichter und Servomotoren helfen bei der Herstellung.

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Lenze SE

Cofresco stellt die kleinen Wundertüten mit komplett umgerüsteten und modernisierten Eiskugelbeutelmaschinen her. Das Unternehmen aus Minden setzt heute auf antriebsbasierte Automation von Lenze. Projektiert und umgebaut wurden die Anlagen vom Stadthagener Engineeringspezialisten Falk Steuerungssysteme.

Zwei Prozesse sind für die Herstellung von Eiskugelbeuteln maßgeblich: Schweißen und Perforieren. Beide Produktionsschritte sind getaktet – also diskontinuierlich. Das Abwickeln der Rohfolie und das spätere Aufwickeln der fertigen Eiskugelbeutel hingegen verlaufen kontinuierlich.

Die über Exzenter angetriebene Schweißstation und die Perforationsvorrichtung arbeiten synchron zueinander. Der Schweißbalken gibt als Master den Takt an. Die Maschine erreicht 50 Zyklen in der Minute. Nach dem Perforieren teilt sich die Folie in zwei Bahnen, wird erneut durch zwei Speicher geführt und zu handelsüblichen Gebinden aufgewickelt und verpackt.

Verzicht auf auf Bremswiderstände in der Maschine

Die Daten für den Prozessablauf (Logic Control) werden über PROFIBUS-DP an die Servoregler der Reihe 9300 geschickt. Die Frequenzumrichter der Reihe 8200 vector erhalten von der Lenze-Antriebssteuerung Drive PLC, die wiederum auch über Profibus mit der Anlagensteuerung verbunden ist, ihre Signale. Sämtliche Regler sind miteinander über den serienmäßig integrierten CAN-Systembus vernetzt und arbeiten mit einem gemeinsamen Zwischenkreis.

„Das hat Lenze sehr einfach gelöst“, erklärt Ingenieur Michael Vogtherr, Elektrotechniker bei Falk. „Wir konnten in der Maschine auf Bremswiderstände komplett verzichten.“ Das Resultat: weniger Komponenten im Schaltschrank, geringere Wärmeentwicklung und niedrigere Einspeiseleistung.

Dezentrale Bewegungssteuerung der Servo-Achsen

Die Bewegungssteuerung der Servo-Achsen erfolgt dezentral direkt in den Lenze-Reglern und entlastet damit die zentrale Steuerung. „Wir arbeiten mit Kurventechnik und Positionierung“, sagt Vogtherr. Falk Steuerungssysteme nutzt dafür die in den Sprachen der IEC 61131-3 frei programmierbare Variante 9300 Servo PLC. Die Regler bieten einerseits durch vorbereitete Bewegungsfunktionen für Kurvenscheiben, Wickeln und Positionieren die Möglichkeit der schnellen Parametrierung, sind aber anderseits auch so flexibel, dass sie sich bis zum letzten Bit frei programmieren lassen. „Das ist ein echter Vorteil“, unterstreicht Vogtherr, der für Standardfunktionen die umfangreiche Bibliothek nutzt und die Funktionen kundenspezifisch anpasst.

Erhöhung der Benutzerfreundlichkeit

In den Eiskugelbeutelmaschinen sorgen Synchron-Servomotoren der Lenze-Reihe MCS für Dynamik. Die hohe Verfügbarkeit im Mehrschichtbetrieb ist für Friedrich Niedernolte, Leiter der elektrischen Instandhaltung bei Cofresco, neben der hohen Produktionsgeschwindigkeit eine maßgebliche Größe beim Umbau der bestehenden Anlagen gewesen. Ziel der Umrüstung war nicht nur, die Prozesse an das neue Design der Eiskugelbeutel anzupassen, sondern dabei auch die Benutzerfreundlichkeit zu erhöhen.

„Unsere Mitarbeiter müssen in der Lage sein, die Maschine schnell, sicher und intuitiv zu bedienen“, unterstreicht der Elektromeister. Als Leiter der elektrischen Instandhaltung liegt sein Augenmerk auf der Wartungsfreundlichkeit und den Möglichkeiten von Veränderungen bei Produktwechseln. „Das ist durch den Einsatz von Software zur Bewegungssteuerung sehr gut möglich“, sagt Niedernolte, „die Programme lassen sich einfach ändern, die Frequenz- und Servoregler sehr gut bedienen.“

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