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Getränkeindustrie 4.0 – angetrieben durch Lineartechnik von LinMot

Kategorie: Anwendungsberichte

Pflanzenbasierte Liquid-Food-Produkte, NOLO-Getränke (no-and-low-alcohol), Free-from- und Clean-label-Smoothies oder molekularer Kaffee aus Upcycling-Materialien. Allerspätestens bei einem flüchtigen Blick auf die neuartigen Produkte der Getränkeindustrie zeichnet sich der Paradigmenwechsel des weltweiten Konsumverhaltens deutlich ab. Denn mitten in der vierten grossen industriellen Revolution erblickte ein Akteur die Welt, welcher nicht nur mehr fordert, sondern auch mehr fördert: der Verbraucher 4.0.

Diese neue, digitale Generation ist zunehmend von jenem nachhaltigen Konsumgedanken geprägt, der einer ökonomischen Tragfähigkeit des eigenen Lebensraums sowie der Umwelt mit steigender Tendenz Vorrang einräumt. Ist aber eine Verbraucher-4.0-gerechte Zufriedenstellung der neuen Konsumenten ohne eine Ko-Revolution der Getränkeindustrie möglich? Nicht im Entferntesten. Daher sind Zukunftsdenker gefragter denn je. Die vom nordrhein-westfälischen Bund subventionierten Entwicklungen der Syscona Kontrollsysteme GmbH, gepaart mit Linearmotoren von der Firma LinMot ebnen gemeinsam den Weg zum bedarfsgerechten und digitalen Strukturwandel von Produktions- und Kontrollprozessen der Getränkeindustrie.


ProfiLane von Syscona

Eines der grössten Probleme gelöst: Durch die programmierbare Kinematik der LinMot-Antriebe führt die ProfiLane Präzisionsweiche von Syscona jede Gebindegrösse wesentlich sanfter und sicherer als andere Maschinen – ein Umkippen der Flaschen ist nahezu ausgeschlossen.


Strukturwandel durch Experimente

Digitalisierung, Individualisierung, Dekarbonisierung. So lauten die sog. Megatrends der Industrial Transformation, welche als zentrale Themen der diesjährigen HANNOVER MESSE diskutiert worden sind – aus gutem Grund. Die wirtschaftliche Veränderungsdynamik dieser Megatrends gilt bereits heute als unangefochten, und allen voran zeigt die Digitalisierung ihre vielschichtige und mehrdimensionale Verflechtung mit den technologischen, unternehmerischen und ökonomischen Bereichen des Produktionslebens. Ein neues Produktionsverständnis ist jedoch dafür prädestiniert, sich auf dem gesamten, oft steinigen Weg vom Topmanagement bis zur Werkbank etablieren zu müssen – ein strapaziöser und langwieriger Prozess. Laut einer Studie von Deloitte werden die wirtschaftlichen Nutzeffekte längerfristiger Investitionen in fortgeschrittene Technologien deshalb noch zu wenig gesehen und transformative Anpassungen aufgrund der anfangs langsamen Entwicklungskurve deutlich vernachlässigt. «Gründe hierfür sind: Fokus auf Kurzfristigkeit (37% der Befragten), fehlende Kollaboration mit externen Partnern (38%) und fehlende interne Abstimmung und Strategien (43%).»


Stefan Betz, technischer Projektleiter von Syscona

Volle Zufriedenheit trotz höchster Ansprüche: «Als ich nach der besten Performance für unsere Anlagen suchte, kam ich immer wieder bei LinMot raus. Die Reproduzierbarkeit und Leistung dieser Linearantriebe sind unschlagbar», sagt Herr Betz, technischer Projektleiter von Syscona.


Dennoch gibt es einige Unternehmen, deren DNA gegen diese regressiven Phänomene nahezu immun sind. LinMot und Syscona zählen definitiv zu denjenigen Akteuren, welche bereits mithilfe der lang bestehenden Firmenphilosophie über die eigenen Produkte hinaus innovieren wollen und ihre unternehmerische Handlungsstruktur mit allgegenwärtiger Experimentierfreude zu gestalten bereit sind: «Erstmal war nur der Gedanke da, die Pneumatik zu ersetzen», berichtet Herr Stephan Betz, technischer Projektleiter bei Syscona, über den ursprünglichen und mittlerweile von zahlreichen Maschinenbauern propagierten Ansatz. «Aber durch die konstante Weiterentwicklung mit LinMot-Motoren haben wir festgestellt, welche innovativen Lösungen wir mit dieser Technologie realisieren könnten: Mit den linearen Direktantrieben haben sich unzählige neue Möglichkeiten ergeben.» Diese besondere Vielfalt an Einsatzmöglichkeiten von LinMot-Antrieben wurde bereits von zahlreichen Endkunden und Maschinenbauern bestätigt: Die eisenlosen Synchron-Servomotoren sind hocheffizient, robust, dynamisch und verfügen über jene Flexibilität, die durch die rasante Entwicklung der Industrie 4.0 in nahezu allen Branchenlösungen zur Grundvoraussetzung werden wird.


Mehr Stabilität der Gebinde auf geringerem Bauraum und eine Linienleistung bis zu 30.000 Flaschen pro Stunde: Die Symbiose der Firma Syscona und der Linearmotoren von LinMot aus der Schweiz brachten eine beispiellose Spitzenleistung hervor, die bei vielen Endkunden grosses Interesse weckte.


Kinematik auf nachhaltigem Niveau

Zur Erzeugung translatorischer Bewegungen werden häufig noch altbekannte Lösungen, wie z.B. Pneumatik-Zylinder eingesetzt. Die Adaptationsgeschwindigkeit von technischen Innovationen ist in vielen Industriebranchen überraschend zögerlich, obwohl eine eher ablehnende Haltung alternativen Antriebslösungen gegenüber schnell zur Gefährdung der Wettbewerbsfähigkeit und der wirtschaftlichen Effizienz der Unternehmen werden kann. «Bereits vor Jahren sahen wir bei unseren Kunden, dass gewisse neue Funktionen in den Anlagen nicht mehr mit Druckluft-Technologie ausgeführt werden können. Die Kunden verhielten sich trotzdem abwartend», schildert Herr Betz die Problemsituation in der Getränkeindustrie. Syscona blieb jedoch nicht untätig: Dank der innovativen Antriebstechnologie von LinMot wurde ein branchenübergreifendes Problem der Aussortierungsanlagen von Leergut gelöst: «In Kartons, die aussortiert worden sind, wurden immer wieder Flaschen mit Beschädigungen entdeckt. Es wurde irgendwann klar, dass für die angerissenen oder zerstörten Flaschen der harte Stoss des pneumatischen Pushers verantwortlich war», fügt Herr Betz an. Dies hatte einerseits unzählige Beschwerden der Verbraucher, andererseits Ressourcenverschwendung in immensem Umfang zur Folge. Das Problem gehört nunmehr der Vergangenheit an: Die digital parametrisierbaren Linearmotoren von LinMot treten als wahre Katalysatoren der vierten industriellen Revolution und zukünftiger Smart Factories auf. Diese besonders platzsparenden, linearen Direktantriebe der Serie P01 sind geräuscharm, extrem dynamisch, verfügen über einen sehr hohen Wirkungsgrad und hervorragende Präzision in sämtlichen Prozessvariablen – ganz nach den Voraussetzungen modernster Anlagen der Getränkeindustrie 4.0. «Durch einen LinMot-Antrieb konnten wir sicherstellen, dass der Schieber langsam an die Getränkekartons heranfährt und erst wenn ein Kontakt zum Karton vorhanden ist, wird mehr Schiebedruck ausgeübt», erklärt der technische Projektleiter von Syscona. Die intelligente Kinematik der Linearmotoren schont also gleichzeitig Flaschen sowie Kosten und Ressourcen – somit zeigen sich die Erzeugnisse von LinMot nicht bloss nachhaltig, sondern bekleiden auch jene Schlüsselposition der industriellen Digitalisierung, die nahezu jeder Branche die Chance bietet die Megatrends sowie die zukünftigen technisch-disruptiven Marktänderungen nicht zu verpassen.


Detailaufbau eines LinMot Linearmotors

Vielseitig, vielseitiger, LinMot: Verpackungsmaschinen, Abfüll-, Zufuhr- und Sortieranlagen oder Präzisionspressen – Durch universelles und kompaktes Design sowie einfache Installation und Konfiguration sind die Linearmotoren von LinMot in allen Industriebranchen einsetzbar


Daten, Daten und Daten

Eine zeitgemässe Zufriedenstellung der Verbraucher 4.0 durch neuartige Produkte rückt mit immer mehr Aspekten in den Vordergrund und erfordert neben der individuellen Massenfertigung, höherer Produktivität und gestiegener Anforderungen an Regelkonformität eine allumfassende digitale Interoperabilität aller industriellen Produktionsmaschinen, -elemente und -einheiten. «Die Linearmotoren von LinMot können sehr fein eingestellt werden», berichtet Herr Betz und betont dabei die Wichtigkeit dieser Eigenschaft für die Getränkeindustrie: «Diese Subtilität ist mittlerweile eine unumgängliche Voraussetzung, denn immer mehr Anlagen und Kontrollsysteme sind mit Kameras ausgestattet, deren Auflösung die kleinsten Unterschiede am Produkt feststellen können. Diese müssen allerdings auch physisch umgesetzt werden und dies funktioniert nur über feine Einstellmöglichkeiten und digitale Vernetzung.» Die neuen digitalen Technologien sprengen die althergebrachten technischen Lösungen und dabei bilden Steuerungssysteme keine Ausnahme. Bei solchen Vorgängen bieten die LinMot Drives nicht nur extrem schnelle Zykluszeiten, schnelle Abtastraten oder parametrierbare Sicherheitsfunktonen; sie fungieren als Schnittstellen zwischen Kinematik und Digitalisierungsinnovationen der Industrie 4.0 und gewährleisten die Konnektivität aller Assets, wie etwa Werkzeuge, Maschinen, Materialien, Monitoring und Daten entlang der Wertschöpfungskette. Anhand der Form und der Auswertung der erfassten Messkurven in den Achssteuerungen von LinMot kann die Qualität eines jeden einzelnen Fertigungsschrittes, einer Baugruppe oder des gesamten Produktes überwacht und in Echtzeit gesteuert und ausgewertet werden. Diese Eigenschaften der LinMot-Drives werden von der modernen Getränkeindustrie bald nicht mehr wegzudenken sein: «Früher war es viel einfacher zum Beispiel Füllhöhenkontrolle anzubieten. Kontrollgeräte mussten zeigen, ob die Flasche voll oder leer ist», berichtet Herr Betz und spricht dabei eine der Herausforderungen der digitalen Ära an: «Heutzutage muss die Füllhöhenkontrolle dem Füller ‘sagen’: wir haben festgestellt, dass in den letzten 30 Sekunden die Füllhöhe um 3 Prozent abgesenkt ist, und der Füller kann das Füllniveau automatisch anheben. Diese Daten sollen auch beobachtet und ausgewertet werden – daher bin ich froh, dass wir uns für Lösungen von LinMot entschieden haben.»


Aufbau Process Monitoring bei LinMot

Digital gewappnet für die industrielle Transformation: Prozesse wie Einsetzen, Prüfen, Inspizieren oder Montieren können in Verbindung mit LinMot Linearmotoren und den dazugehörigen Servo Drives einfach gesteuert, überwacht, bewertet und sogar «on the fly» angepasst werden.


Dichtigkeitskontrolle, Füllhöhenkontrolle, Etikettenkontrolle, Verschraubung, Abfüllen – die Liste der verschiedenen Tasks der Getränkeindustrie ist nahezu endlos. Jedoch sind all diese Produktionsprozesse zukünftig in zwei Grundvoraussetzungen vereint: Sie brauchen digitale Interaktionsmodelle und datenvernetzte Kinematik. Damit diese Rahmenbedingungen – im wahrsten Sinne des Wortes – in Bewegung gesetzt werden können, gibt es bereits für alle Maschinenbauer und Endkunden, welche ihre Antriebslösungen energie- und ressourceneffizient sowie digital und wettbewerbsfähig gestalten wollen, einen erfolgversprechenden Geheimtipp: Linearmotoren von LinMot.

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