Unnötige Maschinenstopps vermeiden: Signalleuchte und Sensor Integration Gateway bei der Produktion von Kartonschalen

Der Trend heißt: Karton statt Plastik. Damit die Kartonschalen in der Industrie schnell und effizient zur Verfügung stehen, helfen Maschinen des Spezialisten MATEK aus Frankreich. Die Experten für End-of-Line-Maschinen setzen dabei auf Sensorlösungen von SICK: Durch den intelligenten Einsatz der Signalleuchte SLT, des Mid-Range-Distanzsensors Dx35 und des Sensor Integration Gateway SIG200 wird die Produktivität erhöht und der Bediener der Maschine unterstützt und entlastet.

MATEK hat sich seit 2015 auf End-of-Line-Maschinen und den Handel mit Industrieanlagen spezialisiert und bietet dabei eine Reihe an Dienstleistungen an: von der Lieferung von Ersatzteilen über die Installation, Fehlerbehebung und Verbesserung des Maschinenparks bis hin zur Wartung. Denn MATEK unterstützt auch bei der Konzeption von bestimmten Teilen einer Maschine, insbesondere in der Verpackungsindustrie. Vor einigen Jahren hat das Unternehmen zudem eine Maschine zur Voluminisierung von Kartonschalen angeschafft, um der steigenden Nachfrage nach diesem Verpackungstyp gerecht zu werden. Vor allem auch weil die jüngsten europäischen Richtlinien eine Reduzierung von Plastikverpackungen vorschreiben.

Optimieren der Maschinenproduktivität durch Ergonomie

Die betreffende Maschine ist ein Kartonschalenformer: Vorne nimmt sie den vorgeschnittenen Karton flach aus dem Ladebehälter, bereitet ihn auf die Voluminisierung vor, bringt den Klebstoff auf und schließt die Formung ab, um am Ende eine vollständig gefaltete Schale zu produzieren. Ein Bediener ist erforderlich, um das Magazin vorne zu füllen und den Stapel am Ende freizugeben. Die zwei Stationen sind vier Meter voneinander entfernt. Wenn sich der Bediener am Ende der Maschine befindet, kann er den Füllbehälter nicht sehen. Ist dieser leer, dann stoppt die Maschine und meldet einen Fehler, was die Produktivität stark reduziert.

eine Signallampe warnt den Bediener, um unnötige Maschinenstopps zu vermeiden

Von dieser Seite der Maschine aus hat der Bediener keine Sicht auf den Kartonfüllbehälter.

Um dieses Problem zu vermeiden, zog Mathieu Hartmann, Geschäftsführer von MATEK, zunächst einen Distanzsensor in Betracht, der bei einer bestimmten Schwellenwertdistanz einen ordentlichen Stopp der Maschine auslösen sollte. Der Mid-Range-Distanzsensor Dx35 von SICK war für diese Aufgabe gut geeignet. Da in der DNA von MATEK aber das Thema Innovation stark verankert ist, stellte sich im Gespräch mit Emmanuel Renaud, Regional Sales Account Manager bei SICK Frankreich, heraus, dass die Anwendung noch weiter verbessert werden kann. Warum sollte man den Bediener nicht mit einer Signalleuchte und sogar einem Ton warnen, um unnötige Maschinenstopps zu vermeiden?

Der Mid-Range-Distanzsensor Dx35 von SICK löst bei einem bestimmten Grenzabstand einen ordnungsgemäßen Maschinenstopp aus

Einrichtung in nur drei Minuten

So wurde die Signalleuchte SLT in das Projekt integriert. Die 21 farbigen LEDs ermöglichen es nun, mit einem einzigen Gerät viele verschiedene Informationen zu übermitteln und den Bediener bei unterschiedlichen Schwellenwerten zu warnen. Die Signalleuchte ist außerdem mit IO-Link ausgestattet, ebenso wie der Mid-Range-Distanzsensor Dx35. Emmanuel Renaud schlug deshalb vor, die Sensoren mit einem Sensor Integration Gateway SIG200 zu verbinden, um sie einfach zu konfigurieren. Und das Ergebnis kann sich sehen lassen: Es dauerte nur drei Minuten, um die Sensoren einzurichten. „Die Detektion, die Blindzonen, alle Parameter der Sensoren, die mit dem Gateway verbunden sind, sind zugänglich. Es ist verblüffend, wie einfach es ist“, sagt Mathieu Hartmann von MATEK. Nachdem die Signalleuchte angeschlossen war, dauerte es weitere zehn Minuten, um die Farbvariationen der Säule zu parametrieren.

The SIG200 Sensor Integration Gateway can be used to connect signal lamps and the Dx35 mid-range distance sensor.

The SIG200 sensor integration gateway facilitates sensor configuration.

How exactly does it work?

The Dx35 mid range distance sensor is mounted at the top and detects the stack of cardboard in the loading tray at the front of the machine. The SLT signal lamp then reports information about the height of the stack back to the operator:

Flashing blue: The magazine is full/more than full
Lights up green: The magazine is at 100%
Gradual change of the colored section towards yellow between 100% and 50%
Yellow: The magazine is at 50%
Gradual change of the colored section towards red between 50% and 20%
Addition of an acoustic signal (with the SLB Smart Light Buzzer module) to the red color: Between 20% and 18%
Faster and faster flashing between 18% and 1%
Below 1%, the machine stops picking up cardboard, but does not stop (no unnecessary restart of the machine)
When this level is reached, filling the magazine and pressing a button is enough to restart the machine.

Of course, the goal is never to reach 1% so that productivity is not endangered.

Increase in machine productivity by 5 percent

The subtlety of the machine parameterization is possible thanks to the performance of the SIG200. Since the controller is also connected to the sensor integration gateway, the conditions for stopping the machine can also be set. “The result exceeded my expectations”, explains Mathieu Hartmann. This holistic solution has secured the production cycle, and Hartmann estimates that machine productivity has increased by 5%. The operator can better control the filling process and easily look ahead to what needs to be done. Comfort and ergonomics are motivating factors for an operator. Since the operator actively participated in the parameterization of the colors, confidence in the machine is 100%.

The SLT signal lamp reports information about the height of the stack back to the operator.

Thanks to the SLT signal lamp, the operator knows when to refill the container.

Great sense of trust

The key to the success of this project was above all the great sense of trust between Mathieu Hartmann and Emmanuel Renaud. This trust allowed for open exchange and mutual understanding of the respective requirements. The simplicity and performance of SICK solutions during the demonstration did the rest.