Der Maschinen- und Anlagenbauer Ima hat seine Mehrformat-Rotationsfüllmaschinen durch den Einsatz eines Hybrid-Antriebssystems von einem mechanischen auf ein vollelektronisches System umgestellt. Seit fast 60 Jahren entwickelt und produziert der italienische Hersteller Maschinen für die Verarbeitung und Verpackung von pharmazeutischen Produkten. Das Unternehmen hat nun das Standardmodul seiner Mehrformat-Rotationsabfüllmaschinen der Baureihe Vega für sterile Ampullen und Vials von einem mechanischen auf ein vollelektronisches System umgestellt und dabei ein hybrides Antriebssystem eingesetzt.
Für die Grundfunktionen der Maschine, den Flaschentransport und die Steuerung des Reinigungswagens, besteht das mechatronische Teilsystem der Achssteuerung aus der Maschinensteuerung „MP3300iec“ mit Motoren und Antrieben „Sigma 7“ von Yaskawa. Die Herausforderung des Projektes bestand darin, ein nicht-digitales, nicht echtzeitfähiges Subsystem in eine digitale Echtzeitsteuerung zu integrieren. Die Umrüstung der Vega-Baureihe erforderte den Einsatz von zwei Spezialmotoren zum Anheben des Karussells, die weder von Yaskawa hergestellt noch mit einer digitalen Schnittstelle des Herstellers ausgestattet waren und daher nicht direkt von der gewählten Steuerung angesteuert werden konnten. Eine weitere Herausforderung bestand darin, dass das externe Antriebssystem mit zwei Motoren mit einem Inkrementalgeber ausgestattet war, so dass es sich um eine mechanische Konfiguration mit einem vertikalen Portal handelte. Es galt, die Einstellung beim Start der Maschine, die Verwaltung und die Korrektur eventueller mechanischer Abweichungen während des normalen Zyklus und bei einem Notstopp zu regeln.
Unter den verschiedenen Lösungen entschied sich Ima für die Steuerung des externen Systems über ein spezielles Streaming von Bewegungsdaten, die von einer virtuellen Achse in der Yaskawa-Steuerung erzeugt werden. Diese Lösung erwies sich nicht nur als robust und zuverlässig, sondern ermöglichte auch die Einsparung von Komponenten und Verkabelung. Bei den Tests zur Ermittlung der Toleranz der Streaming-Lösung wurde versucht, die SPS der Yaskawa-Steuerung mit einem Dutzend zusätzlicher virtueller Achsen in elektronischen Kurvenscheiben, einigen „FOR_TO"-Zyklen und mehreren Unterprogrammen zu überlasten. Das Ergebnis war hervorragend: Die SPS überschritt nicht 60 Prozent ihrer Rechenkapazität, was bestätigte, dass sich das Echtzeitmanagement und das Multitasking der SPS genau wie erwartet verhielten. „Das Motion-Control-System von Yaskawa erwies sich nicht nur als leistungsstark in Bezug auf Hard- und Software, sondern wurde auch so ausgelegt, dass es dank des überwiegenden Einsatzes von Standardteilen die Haltbarkeit und Widerstandsfähigkeit des Endprodukts gewährleistet‟, fasst Maurizio Lodato von Ima zusammen. „Darüber hinaus ist die Lösung aufgrund ihrer hohen Leistung, die eine geringere Energiebelastung ermöglicht, umweltfreundlich‟.
