Beckhoff Applicaties:

Huhtamaki maakt eierdozen '@ttract'-ief met Beckhoff


Verpakkingsmachines zijn soms zo speciaal dat de verpakkingenfabrikant deze machines maar liever zelf bouwt. Een voorbeeld daarvan is te vinden bij Huhtamaki Molded Fiber Technology in het Friese Franeker. Deze Finse multinational maakt over de hele wereld allerlei verpakkingen, waaronder kartonnen eierdozen. Maar ook de machines zijn een eigen product.

De core-business van Huhtamaki in Franeker bestaat uit de productie van geperst kartonnen ('molded fiber' of 'vormkarton') eierdozen. Het meest recente succesnummer zijn de '@ttract' eierdozen. Huhtamaki bouwt daarvoor ook de noodzakelijke productiemachines en gebruikt het EtherCAT besturingsconcept plus Beckhoff IPC's. Op grond van het succes van deze besturingen dat Huhtamaki heeft geboekt in haar machines, heeft dit bedrijf Beckhoff verheven tot standaard voor haar nieuwe besturingen.



Premiumverpakking
Jelle Post geeft als Technology & Development Manager leiding aan de engineeringafdeling binnen Huhtamaki in Franeker. "Het materiaal waarvan eierdozen worden gemaakt heet bij ons vormkarton. Het zijn natte papiervezels die door middel van een pers in een bepaalde vorm worden gebracht. Vandaar de Engelse benaming 'molded fiber'. Het is nog het best te vergelijken met papier-machť. We werken met een natte papiermassa die in een vorm wordt aangebracht die aan de binnenkant is voorzien van luchtgaatjes. Door vacuŁmtechniek wordt het papier in de vorm getrokken en vervolgens door een pers gedrukt. Vervolgens wordt het product gedroogd, nog eens kort bevochtigd en voor de tweede keer geperst. Deze nabehandeling zorgt ervoor dat de eierdoos een mooi glad uiterlijk krijgt. Daarna kan de doos worden bedrukt. Een belangrijke eigenschap van de nieuwe '@ttract' serie zijn verder de afgeronde hoeken en het etiket dat in vijf vlakken op de doos wordt geplakt. Door de vormgeving behoort deze premiumverpakking in het topsegment van de markt. Want vergeet niet, in de verpakkingsindustrie waar wij actief zijn, gaat het om kwaliteit, uitstraling en emotie."

Niche machinebouw
"Om deze serie technisch mogelijk te maken, maken we de machines die de cruciale stappen van het productieproces moeten verzorgen zelf. Wat betreft de machinebouw gaat het dus om een typische niche die door niemand anders wordt ingevuld. Huhtamaki heeft daarvoor een eigen onderneming: Huhtamaki Molded Fiber Technology (HMFT) BV die optreedt als leverancier van Leotech machines en procestechnologie. We zijn hier in Franeker voortdurend bezig met de ontwikkeling van nieuwe technieken voor Huhtamaki's Molded Fibre business wereldwijd die het mogelijk moeten maken om nieuwe verpakkingsproducten te fabriceren. Een belangrijke innovatie rond de nieuwe '@ttract' serie is de introductie van de servotechniek en het gebruik van de IPC's van Beckhoff voor de aandrijving van de persen. Vanwege snelheden, precisie en flexibiliteit konden we niet meer met traditionele PLC's werken en wisten we dat het servo's met IPC's moest worden. Voor de selectie van de servo's en de IPC's hebben we heel wat speurwerk verricht. Aangezien we zelf geen besturingspecialisten in huis hebben zijn we opzoek gegaan naar een partner welke voor ons het besturingstechnische gedeelte kon invullen. Na een beauty contest hebben we gekozen voor Kremer IndustriŽle Automatisering b.v. en Beckhoff techniek. Voorheen bouwden we alles op rondom een curve- of cardanaandrijving. Door servotechniek te gebruiken kunnen we onze persen sneller en preciezer besturen en eenvoudiger opbouwen. Daarbij gaat het met name om het synchroon laten lopen van de spindels. Deze zijn elektronisch met elkaar gekoppeld. We kunnen nu met de servobesturing en de Beckhoff IPC een synchroon verloop van de spindels garanderen met een maximale afwijking van 1,8 graden op de motoras, ongeacht de belasting. Wat precisie aangaat zijn we bewust de grenzen gaan opzoeken, waarbij we voor de communicatie zijn overgestapt via Lightbus en Sercos naar EtherCAT. Een ander belangrijk onderdeel van de productielijn is de etiketteerunit. Deze unit is een heel nieuwe ontwikkeling voor ons; zij moetmet een speciale lijm een etiket op het doosje plakken dat ook nog tamelijk bolvormig is. Dat gaat met een zeer hoge snelheid. Ook hier bewijst Beckhoff goede diensten. In 1 ms kunnen we een verplaatsing van 0,5 millimeter besturen."

Voordelen IPC
Wat zijn nu de voordelen van de gebruikte IPC? Jelle Post: " Vooral de grote flexibiliteit van de IPC spreekt ons aan. Daarmee doel ik op de mogelijkheid de besturing uit te breiden met extra intelligente bewegingen. Daarnaast is de IPC geÔntegreerd in het netwerk in de fabrieken. Via ethernet worden alle relevante data in SQL Database opgeslagen. Voor onderhoudswerkzaamheden kunnen we een VPN-verbinding maken zodat we remote maintenance kunnen plegen. Zodoende heeft de systeemintegrator Kremer IndustriŽle Automatisering b.v. uit 's Heerenberg de mogelijkheid om van afstand support te geven aan de machine, ongeacht de plaats waar deze wordt gebruikt. Op grond van de ervaringen die we in de afgelopen vier jaar hebben opgedaan met Beckhoff hebben we besloten voortaan voor al onze besturingen Beckhoff te kiezen. De recente overgang naar EtherCAT en het gebruik van TwinSafe in de nieuwe machines is vrij probleemloos verlopen. Nu de servotechniek zich bij ons bewezen heeft, hebben we een echte cultuuromslag mogen beleven. Noch de hoogte van de investering, noch de complexiteit van de techniek vormen voor onze mensen een belemmering bij het gebruik van servo's. Dat is mede te danken geweest aan de technologie van Beckhoff. TwinCAT is echt fantastisch in motion control; we zetten het overal voor in. Beckhoff gebruikt "PLC-OPEN" Motion functieblokken die onze technici en toeleveranciers van besturingen relatief makkelijk kunnen oppakken. Redenen te over dus voor onze keuze."




Configuratie Besturing
Voor de grotere machines (Pers en All Side Label unit) word gebruikt gemaakt van een Beckhoff C6140 schakelkast PC. Voor de aandrijfbus (Tussen IPC en Servodrives) zijn verschillende veldbussen toegepast, waaronder Lightbus, Sercos en CANopen. In de nieuwste machines wordt EtherCAT toegepast. Voor de HMI is gekozen voor een standaard scadapakket (Genesis32 van Iconics). Voor kleinere machines (printerlijnen en ontnesters) is gekozen voor een embedded controller CX1020 op basis van Windows CE. Middels een .NET-applicatie voor CE wordt de visualisatie voor deze systemen gerealiseerd.

Huhtamaki, Franeker