Många drivsystem i avancerad maskin för produktion av emballageband

Den snabbt växande e-handeln runt om i världen gör att allt fler konsumenter får ta emot, eller hämta ut, paket och kartonger som hålls ihop med platsband. Banden klipps snabbt av och slängs utan att så många kanske tänker på den utmaning som det innebär att tillverka dessa band och även att få dem på plats runt förpackningarna. Den som beger sig till en bygghandel för att köpa brädor och annat material som buntats samman kanske tänker mer på emballagebanden då de förenklar hemtransporten.

Eftersom sågade trävaror ofta buntas samman med plastband direkt efter tillverkningen när träet fortfarande är fuktigt, sker alltid en viss krympning under lagring när träet torkar. Detta ställer höga krav på att banden dras år med rätt spänning så att de inte sitter för löst när trävarorna torkar. Det finns också andra användningsområden där kraven på emballagemaskinerna är höga.

– Våra maskiner används inom livsmedelsindustrin där de måste fungera felfritt även om det är väldigt kallt i kylrummen. Ett annat exempel är inom fiskindustrin där maskinerna ofta utsätts för både hög luftfuktighet och salt vatten, säger Michael Zimmermann som är försäljningschef för Tyskland, Österrike och Schweiz hos Mosca GmbH.

Tuffa kundkrav på precision och intelligent styrning
Den största marknaden för Mosca, med huvudkontor i Waldbrunn, är applikationer där maskiner används för tillfällig emballering i flera steg under olika industriprocesser.
– Ett exempel är vid produktion av wellpapp där plastbanden kan appliceras och tas bort upp till fem gånger under tillverkningen, säger Michael Zimmermann.

Han tar också företagets senaste maskin, UCB, som exempel på hur långt fram Mosca ligger utvecklingsmässigt. Kraven vid utvecklingen av UCB var att göra en mycket mångsidig och tekniska avancerad maskin som samtidigt är konkurrenskraftig prismässigt.

– Vi drev utvecklingsarbetet med målsättningen att bygga in kundernas krav på exempelvis hög precision och avancerad styrning i maskinen, och att göra det hjälp av standardkomponenter för att inte prisnivån skulle bli för hög, förklarar Markus Haas som är en av de utvecklingsansvariga på Mosca.

Att använda dyra servomotorer och IT-komponenter var därför aldrig ett alternativ när utvecklingsarbetet med UCB startade. En stor utmaning för företagets utvecklare var att hitta en effektiv men samtidigt ekonomisk lösning för alla de drivaxlar och förflyttningar som krävs i en automatiserad bandmaskin.

– Vår dröm var att undvika användning av motorer med förinställda parametrar. Denna typ av motorer skulle kräva att vi installerade ett stort antal motorer för olika uppgifter. Traditionellt har ändå denna typ av motorer varit det vanligaste alternativet. Med en allt högre grad av automatisering och nya funktioner blir det ändå för komplicerat och vi var tvungna att titta på andra alternativ för drivsystemen, berättar Rainer Ihle som är en av utvecklarna på Mosca.

Användning av ett stort antal konventionella motorer med förinställda parametrar skulle dels innebära stora svårigheter att styra motorerna, dels skulle service- och underhållsarbetet för teknikerna ute på fältet bli för komplicerat. En alternativ lösning blev istället aktuell när Markus Haas fick en inblick i ebm-papst moduluppbyggda program med drivlösningar och de möjligheter den integrerade elektronikmodulen K4 ger att styra exempelvis vridmoment och en drivenhets position.

Insåg fördelarna med elektronikmodulen K4
En stor fördel med K4 är den gör det möjligt att använda färre motorer som kan styras individuellt och klara fler funktioner.
– Jag blev väldigt intresserad när jag insåg fördelarna. K4 var precis den lösning vi hade letat efter, berättar Markus Haas.

Elektronikmodulen gör det möjligt att på ett enkelt styra hastighet, kraft och position. K4 kan konfigureras på många olika sätt och kommunikation kan ske via gränssnittet RS-485. Trots fördelarna fanns det ändå utmaningar för Mosca:s utvecklingsteam. En av dessa var att skapa en lösning som gjorde det möjligt att få motorerna att samarbeta med andra komponenter i samma nätverkslösning.

Då olika komponenter inte kommunicerar på exakt samma sätt krävdes det en översättning av de olika ”dialekterna”. Detta löstes med dedikerade adresser för varje drivmotor och andra komponenter så att de alltid vet som är mottagare av informationen och vilken funktion som ska utföras.

En nära dialog med ebm-papst specialister på drivlösningar ledde fram till att pilotprojekt startades och där ebm-papst drivlösningar samt K4-modulen utvärderades med utgångspunkt från de krav som Mosca ställde på den nya maskinen UCB. Projektet blev mycket lyckat och i ett andra steg startades arbetet med att färdigställa maskinen.

Några av fördelarna med ebm-papst drivlösning är en förenklad konstruktion, ökad användarvänlighet, möjligheten att styra olika funktioner under drift samt en betydligt förenklad styrenhet jämfört med föregångaren till UCB. Det kontrollskåp som innehåller all elektronik för styrning av drivsystem och annan teknik på maskinen är bara en fjärdedel så stort som den tidigare versionen. Dessutom förenklas serviceteknikernas arbete betydligt.

Serviceinsatserna går betydligt snabbare jämfört med tidigare och är reducerade till några få timmar.
– Det är 18 drivenheter installerade i UCB men bara fem olika versioner vilket är idealiskt då det förenklar väldigt mycket för våra servicetekniker, säger Daniel Treu som är tekniker och elektronikspecialist på Mosca.

När en drivenhet är installerad sker alla inställningar för den funktion den ska utföra automatiskt när maskinen slås på. Utvecklingsteamet på Mosca är mycket nöjda med företagets nya bandmaskin, och företagsledningen gläds också åt en stor marknadsframgång.
– I april månad hade vi redan sålt det antal maskiner vi hade planerat för hela året. Vissa av dessa maskiner är prototyper och att kunderna inte vill återlämna dem till oss är ett bra bevis för att de fungerar väldigt bra och verkligen uppfyller alla tuffa kundkrav, säger försäljningschefen Michael Zimmermann.





Källa: ebm-papst