Symach Palletizers tänker nytt:
ersätter servon med distribuerade
enheter från Nord

Efter omfattande diskussioner med Nord tog Sacha Bakker, vd och delägare i det holländska företaget Symach Palletizers, ett avgörande beslut. Deras palleteringsmaskiner ska hädanefter byggas med distribuerad drivteknik. Nords drivenheter – växlade motorer och frekvensomriktare – har de prestanda som krävs och skapar helt nya designmöjligheter för maskinutvecklare. Resultatet blir ökad tillförlitlighet och kostnadsbesparingar inom många områden. Projektet kommer att ta lång tid att genomföra. Men de första palleteringsmaskinerna med integrerad motorstyrning är nu i drift världen över.

Energiesparende Getriebemotoren mit dezentraler Antriebstechnik SK 200E

Säckar som förflyttas med hög hastighet på ett transportband sorteras på pallar av en manipulator som drivs av flera växlade motorer via ett distribuerat styrsystem.

Till skillnad från andra system placerar Symachs palleteringsmaskiner produkterna på pallar en och en. Detta sker med hjälp av ett specialbyggt manipulatorhuvud som hanterar varorna varsamt och precist. De tre till fyra meter höga maskinerna laddas via ett transportband där varje säck, kartong och packlåda lyfts upp individuellt. Säckar glider till exempel mot en stoppsarg och rättas till med en centreringsenhet så att manipulatorn sedan kan sänka ner dem på förprogrammerad plats. Det gör det möjligt att stapla säckarna med exakt det överlapp som krävs för att uppnå största möjliga stabilitet. Olika lastningsmönster och hastigheter kan programmeras. Den maximala lastningshastigheten ligger mellan 15 och 36 säckar i minuten. Hastigheten avgörs av palltypen och innehållet i säckarna. Pallarna lyfts upp på ett pallbord som sänks under lastningsprocessen tills den bestämda pallhöjden uppnåtts. Den lastade pallen transporteras sedan till en inplastningsmaskin via en rulltransportör som också tillverkas av Symach. Pallen förpackas slutligen i sträckfilm för vidare transport.

Övergång från central till distribuerad drivteknik

Palleteringsmaskiner har en nyckelfunktion i produktions- och distributionsprocesserna. De måste fungera problemfritt för att inte orsaka stopp i produktflödet. De måste också vara lätta att anpassa för olika varor och tillämpningar. Tidigare använde Symach alltid centraliserade styrenheter, vilket innebar att ett elskåp måste monteras ovanpå maskinen. Det tog upp en massa plats och medförde extra kostnader.

- Eftersom en palleteringsmaskin är så hög, måste en stege eller trappa byggas för att klara underhållsarbetet, förklarar Sacha Bakker. Servokontrollernas elskåp begränsade tillgängligheten. Genom att byta till kompakta drivenheter från Nord slapp vi det här problemet på ett enkelt sätt. På de nya palleteringsmaskinerna styrs manipulatorernas och centreringsutrustningens rörelsemönster av växlade motorer med direktmonterade frekvensomriktare i serien SK 200E. På Nords inrådan beslutade Symach att använda dynamisk asynkron induktionsmotorteknik istället för servoteknik. Fördelarna med den lösningen är inte bara att anskaffningskostnaden blir lägre, utan också att maskinkonstruktörerna får större möjligheter. Asynkrona induktionsmotorer går att få tag på överallt, är lätta att underhålla och kan enkelt kombineras med olika växlar. Dessutom är de modeller som är monterade på axlar och flänsar enkla att byta. Sammanfattningsvis innebär dessa fördelar att asynkrona palleterare har lägre total driftskostnad än palleterare med servomotorer.

Distributerade frekvensomriktare ger precision och dynamik

Distribuerad automation ställer höga krav på drivsystemen. Nords SK 200E-serie av frekvensomriktare omfattar modeller med olika prestanda. Det ger många möjligheter till uppgradering och kunderna kan välja skräddarsydda lösningar efter sina specifika krav. Modellerna i storlekarna 1 till 4 har effekter mellan 0,25 och 22 kW. Eftersom serien är modulär kan distribuerade lösningar införas på ett ekonomiskt sätt, oavsett om det handlar om enkla styrfunktioner för start och stopp eller komplexa positioneringsuppgifter. Som tillval finns även externa bromsmotstånd och ett separat 24 V nätaggregat för spänningsreglering.

Förutom fältbussgränssnitt för CANopen, DeviceNet och Profibus finns också gateways för integration med PROFINET- och EtherCAT-nätverk. Gränssnitt för ytterligare industriella Ethernet-standarder är under utveckling. Gränssnitten för fältbusskommunikation finns tillgängliga som externa bussenheter med eller utan extra I/O, som kan monteras direkt på omriktaren, på maskinramen eller intilliggande utrustning.

Dezentrale Antriebstechnik aus Motor und Frequenzumrichter, ersetzt zentrale Antriebstechnik im Schaltschrank

Distribuerade drivenheter bestående av en växel, en energisnål motor och elektronik ersätter centraliserad servoteknik och ger maximal dynamik vid palletering.

Distributerade frekvensomriktare ger precision och dynamik

Decentraliserade applikationer ställer höga krav på drivsystemen. Nords frekvensomriktare i SK 200E-serien finns i många olika versioner och med olika effekter. Det gör det möjligt att skapa skräddarsydda lösningar för varje behov. Eftersom alla frekvensomriktare bygger på ett modulärt koncept kan de användas till allt från enkla styrfunktioner för start och stopp till komplex positionering. De olika modellerna i storlek 1 till 4 har ett effektspann från 0,25 till 22 kW. Som tillval finns även externa bromsmotstånd och ett separat 24 V nätaggregat för spänningsreglering. Förutom fältbussgränssnitt för CANopen, DeviceNet och Profibus finns också flera gateways för integration med PROFINET- och EtherCAT-nätverk. Gränssnitt för ytterligare industriella Ethernet-standarder är under utveckling och kommer snart att finnas tillgängliga för Powerlink och EtherNet/IP. Ett gränssnitt för säkerhetsprotokollet PROFIsafe är också på gång. Gränssnitten för fältbusskommunikation är externa bussenheter, med eller utan extra I/O, som kan monteras direkt på omriktaren eller på maskinramen eller annan utrustning.

Symachs palleteringsmaskiner använder frekvensomriktarfunktionen Posicon. Det gör det möjligt att åstadkomma positioneringsfunktioner med hög dynamik och med en precision på 1/100 av ett motorvarv. Driftsättning av styrutrustningen kräver bara några få parameterinställningar. Posicon används som standard för alla SK 200E-omriktare. För bestämning av position och riktning används det nya och mycket kompakta givarsystemet Nord MG. Det är en robust roterande pulsgivare med hög skyddsklass som monteras direkt på motorns fläktkåpa. Eftersom motorn är decentraliserad förenklas både installation och kabeldragning. Motorn levereras med färdigt kablage, bromsmotstånd och hållbroms. Symach använder omriktarmodellen SK215E med extra säkerhetsstopp. Kabeldragningen är mycket enkel och systemet har mycket hög tillgänglighet, samtidigt som säkerheten är hög för personalen. Sensorer och ställdon som installerats direkt på palleteringsmaskinerna ansluts till omriktarens I/O och information skickas till och från styrenheten via ett CANopen-gränssnitt. På så sätt minskas antalet nödvändiga kablar.

Det nya drivkonceptet togs i drift stegvis.
- Nord spelade en viktig roll, både som leverantör och konsult, säger Sacha Bakker.
- En leverantör som stödjer dig och tänker på samma sätt ger stora möjligheter. Precis så var det med Nord. Det var inte bara kvaliteten på produkterna som fällde avgörandet, utan också den goda relation vi fått de senaste åren.

Global närvaro

Symach levererar sina palleteringsmaskiner över hela världen, så Sacha Bakker är glad att Nord också är ett globalt företag.

- Det finns stora tillväxtmöjligheter på vår marknad. Vi får förfrågningar så snart en nödvändig utvecklingsnivå uppnåtts, till exempel inom jordbrukssektorn i länder som Kina, Brasilien och Indien. Då ökar efterfrågan på palleteringsmaskiner.