Beim Verpacken in der Lebensmittel-, Getränke- und Pharmaindustrie müssen häufig Förderbänder und Rollenbahnen Güter oder Verpackungen bei genau einzuhaltenden Geschwindigkeiten oder getaktet zuführen. Ihr Antrieb muss deshalb in der Drehzahl gesteuert sein. Dafür eignen sich die Frequenzumrichter der Reihe V1000 von Yaskawa für Antriebsleistungen von 0,1 bis 18,5 kW sowie A1000 für Leistungen zwischen 0,4 und 110 (630) kW.

Diese Geräte kann man mit nahezu allen Asynchron- und Synchronmotoren kombinieren. Für die Automatisierung in der Nahrungs- und Genussmittelherstellung vorteilhaft ist dabei die optionale Ausführung der Umrichter V1000 in Schutzart IP66, also gegen Staub und starken Spritzwasserstrahl geschützt. Alle Komponenten sind auf lange Lebensdauer ausgelegt, zum Beispiel auf bis zu 10 Jahre ununterbrochenen Betrieb bei den Frequenzumrichtern.

Zum Steuern der Bewegungen können die Umrichter Sensoren wie Näherungs- und Endschalter oder Aktoren, zum Beispiel pneumatische Stelleinheiten, wie eine SPS verknüpfen. Schnell programmieren lassen sich Abläufe mit SPS-Funktionen dabei mit der Software Drive-Works-EZ.

Messer, Scheren, Bänder, Einfülltrichter, Dosierschieber und dergleichen müssen in Verpackungsanlagen sehr genau positionierende Bewegungen ausführen. Dafür nutzt man Servoantriebe wie die Regler der Serie Sigma-5 für rotatorische Servomotoren mit Antriebsleistungen von 0,50 bis 15 kW. Mit 1,6 kHz Bandbreite im Regelkreis erreichen sie kürzere Einregelzeiten und positionieren schneller als bisherige Servoantriebe.

Die Inbetriebnahme der Servoantriebe vereinfacht die Software Sigma-Win+. Nach dem Einstellen einiger Grundparameter optimiert sich der Antrieb mit den Auto-Tuning-Funktionen auf die zu bewegenden Trägheitsmomente und die Motoreigenschaften. Mit einer Feinabstimmung können dann die Beschleunigungs- und Bremsfunktionen zum Beispiel auf einen hochdynamischen oder ruckfreien Betrieb abgestimmt werden. Das reduziert die Inbetriebnahmezeiten um bis zu 80 Prozent.

Über Servoantriebe mit Linearmotoren lässt sich im Vergleich mit rotatorischen Antrieben noch höhere Dynamik bei minimiertem Energieverbrauch erreichen. Positionier- und Wiederholgenauigkeiten können wesentlich gesteigert werden, da spielbehaftete Übertragungselemente wie Zahnstangen, Zahnriemen und Kugelrollspindeln entfallen.

Zum Steuern komplexer Maschinen kommt neben Servosteuerungen die skalierbare Maschinensteuerung MP2300siec für bis zu 16 Achsen zum Einsatz. Sie ist somit für kleinere und mittlere Verpackungsmaschinen oder zur Teilsteuerung komplexerer Anlagen geeignet.

Besonders einfach wird der Aufbau von Verpackungsanlagen mit mechatronischen Komplettsystemen, in denen Mechanik, Antriebs- und Steuerungskomponenten zu kompletten Ready-to-use-Einheiten kombiniert sind. Dazu gehören Linearsysteme als Ausleger- und Portal-(Gantry-)einheiten sowie kompakte Handling- und Pick&Place-Roboter.

Linear-Auslegerachsen aus Kohlefaserwerkstoffen verringern hierbei die bewegten Massen und erhöhen so die Dynamik. Dazu trägt auch der Einsatz eisenloser Linearmotoren bei. Ein Beispiel ist die zweiachsige High-Speed-Auslegereinheit F20-F35 zum Handhaben von Lasten bis 1,5 kg. Sie erreicht mit zwei Linearmotoren kürzeste Taktzeiten. Sie kann unter anderem zum Aufnehmen und Einstapeln von Verpackungsgut oder Kleinverpackungen in andere Umverpackungen oder auf Paletten dienen.

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