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

29.11.2022

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.
MATEK hat sich seit 2015 auf End-of-Line-Maschinen und den Handel mit Industrieanlagen spezialisiert.

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.
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
 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.

Mid-Range-Distanzsensoren
Wahre Größe zeigt sich in der Applikation – flexibel messen oder schalten bis 35 m
Dx35
Sensor Integration Gateway
Mehr als nur ein IO-Link-Master
SIG200
Sensor Visualization
Smarte Visualisierung von Betriebszuständen mit IO-Link
SLT
Mit dem Sensor Integration Gateway SIG200 können Signalleuchte und der Mid-Range-Distanzsensor Dx35 verbunden werden.
Das Sensor Integration Gateway SIG200 erleichterte die Konfiguration der Sensoren.
Mit dem Sensor Integration Gateway SIG200 können Signalleuchte und der Mid-Range-Distanzsensor Dx35 verbunden werden.
Das Sensor Integration Gateway SIG200 erleichterte die Konfiguration der Sensoren.

Wie funktioniert es genau?

Der Mid-Range-Distanzsensor Dx35 wird oben angebracht und detektiert den Kartonstapel in der Ladeschale vorne an der Maschine. Die Signalleuchte SLT meldet dem Bediener dann Informationen über die Höhe des Stapels zurück:

  • Blau blinkend: Das Magazin ist voll / mehr als voll 
  • Leuchtend grün: Das Magazin ist auf 100 % 
  • Änderung des farbigen Abschnitts, um zwischen 100 % und 50 % allmählich in Richtung Gelb zu wechseln 
  • Gelb: Das Magazin liegt bei 50 %
  • Änderung des farbigen Abschnitts, um zwischen 50 % und 20 % allmählich in Richtung Rot zu wechseln 
  • Hinzufügen eines akustischen Signals (durch das Summermodul Smart Light Buzzer SLB) zur roten Farbe: zwischen 20 % und 18 %
  • Immer schnelleres Blinken zwischen 18 % und 1 %
  • Unter 1 % stoppt die Maschine die Kartonaufnahme, hält aber nicht an (kein unnötiger Neustart der Maschine) 
  • Wenn dieses Niveau erreicht ist, reicht es, das Magazin zu füllen und einen Knopf zu drücken, um die Maschine neu zu starten.

Ziel ist es aber natürlich niemals bei 1% Füllstand anzukommen, sodass die Produktivität nicht gefährdet ist.

Steigerung der Produktivität der Maschine um 5 Prozent

Diese Feinheit in der Parametrierung der Maschine ist dank der Performance des SIG200 möglich. Da die Steuerung auch an das Sensor Integration Gateway angeschlossen ist, können ebenso die Bedingungen für das Stoppen der Maschine eingestellt werden. „Das Ergebnis übertrifft meine Erwartungen“, erklärt Mathieu Hartmann. Mit dieser ganzheitlichen Lösung wurde der Produktionszyklus gesichert, und Hartmann schätzt, dass die Produktivität der Maschine um 5 % gestiegen ist. Der Bediener kann die Befüllung besser steuern und bequem vorausschauen, was zu tun ist. Komfort und Ergonomie sind motivierende Faktoren für einen Bediener. Dieser hatte übrigens aktiv an der Parametrierung der Farben mitgewirkt, damit er 100 % Vertrauen in die Maschine hat.

Die Signalleuchte SLT meldet dem Bediener Informationen über die Höhe des Stapels zurück.
Dank der Signalleuchte SLT weiß der Bediener, wann er den Behälter neu befüllen muss.
Die Signalleuchte SLT meldet dem Bediener Informationen über die Höhe des Stapels zurück.
Dank der Signalleuchte SLT weiß der Bediener, wann er den Behälter neu befüllen muss.

Großes Vertrauensverhältnis

Der Schlüssel zum Erfolg dieses Projekts lag besonders in dem großen Vertrauensverhältnis zwischen Mathieu Hartmann und Emmanuel Renaud. Dieses Vertrauen ermöglichte einen offenen Austausch und gegenseitiges Verständnis für die jeweiligen Anforderungen. Die Einfachheit und die Leistungsfähigkeit der SICK-Lösungen bei der Demonstration taten den Rest.

 

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