Hergebruik uitgangspunt voor verpakkingsmachine Breda

5 september 2018 

Afgelopen maart tijdens de Anuga Foodtec-beurs in Keulen deed het Packblocks-concept van Breda Packaging heel wat stof opwaaien. Het verpakkingssysteem voor trays en wrap-around dozen leek in niets op de tientallen inpakoplossingen die de concurrentie op haar stands demonstreerde. De machine van het Deventer bedrijf is flexibel, eenvoudig te bedienen en gebruikt de laatste stand der techniek, onder meer van B&R Industrial Automation.

Anderhalf jaar geleden kregen projectleider Ron Fortman, engineer Maarten Boer en softwaredesigner Martijn Weijers een unieke opdracht. Het management van Breda Packaging vroeg hun om een compleet nieuwe machine te ontwikkelen. ‘We konden met een leeg vel papier beginnen. Dat maak je niet vaak mee’, vertelt Fortman. Net als de bestaande oplossingen van Breda Packaging moest het een end-of-line wrap-around-machine worden die transportverpakkingen om een serie eindproducten vouwt en plakt. De basis is altijd een vlak stuk karton – een zogeheten plano – waarmee je strak kunt verpakken en je materiaal bespaart. ‘Dat is niet altijd de juiste oplossing, maar voor veel producten wel’, aldus Fortman.

De end-of-line wrap-around-machine van Breda Packaging kan dertig dozen per minuut vouwen en dichtplakken.

De eerste stap in het ontwerpproces was de keuze om de machine niet te breed te maken. Waar systemen van Breda Packaging in het verleden nog wel eens probeerden alles te kunnen, richtte het nieuwe ontwikkelteam zich uitsluitend op kleine tot middelgrote verpakkingen die je vaak in de schappen van de supermarkt ziet staan. ‘Die dozen gaan zo het schap in’, vertelt Fortman. ‘Vaak trekken vakkenvullers de bovenkant eraf langs een perforatierandje, of halen ze er een hoedje vanaf.’

Het nieuwe Packblocks-concept van Breda Packaging haalt een snelheid van dertig dozen per minuut vouwen en plakken. ‘Eerdere systemen kwamen officieel tot vijfentwintig per minuut, maar boven de twintig verging je het horen en zien’, zegt Fortman. ‘Het nieuwe systeem is stil: ook bij maximale belasting blijven we ruim onder de 75 dB, wat binnenkort de norm gaat worden.’

Standaardisatie

Wat is de filosofie achter de machine? ‘Het belangrijkste uitgangspunt is dat we hebben geprobeerd om de variatie te beperken, want daar lopen veel machinebouwers op stuk’, antwoordt Fortman. De engineers hebben bijvoorbeeld maar één type sensor en een soort reductorkast gebruikt. En ook maar één ventieleiland, altijd 5/2, ook als dat strikt gezien niet noodzakelijk is. ‘Als je een engineer de vrije hand geeft, kiest hij op elke plek net een andere component. Dan heb je weer een extra artikelnummer en dat wil je niet; dat kost geld. Het gevolg is dat zo’n onderdeel in onze machine soms overgedimensioneerd is, maar dat is helemaal niet erg. Je mag best wat meer uitgeven, omdat het onder aan de streep oplevert.’

Boer vult aan: ‘Hergebruik was een van de basisprincipes tijdens de engineering. Ook montageonderdelen zoals klemsystemen zie je tientallen keren in de machine terugkomen. Daardoor hou je de stuklijst klein en gaat de kostprijs omlaag omdat je groter kunt inkopen.’

Was het lastig om te designen met die beperkingen? ‘Het is een mindset’, vindt Boer. ‘Natuurlijk moet je die filosofie wel doorzetten, maar dan merk je dat het steeds makkelijker wordt. En je constructie wordt almaar eenvoudiger. We zijn er zelfs bijna in geslaagd om alles voor ringsleutel 13 te ontwerpen. Soms heb je nog een 10 nodig, maar met 13 kom je een heel eind.’

Ook op andere plaatsen lukte het niet helemaal om vast te houden aan het gekozen onderdeel. Zo bleek de standaard motor op één plek net niet sterk genoeg. ‘We hebben in overweging genomen om alle motoren een trapje zwaarder te maken’, aldus Fortman. ‘Met veertien servoassen is dat wel een investering. We hebben de beslissing uitgesteld tot een volgende designreview.’

Korte omsteltijd

Ook de variatie in het karton hebben de Deventer engineers getackeld. ‘Het is een levend product dat onder invloed is van bijvoorbeeld vocht en temperatuur’, legt Fortman uit. ‘Je kunt natuurlijk allerlei eisen stellen aan hoe klanten het moeten opslaan en bewaren. Dat kan een insteek zijn, maar je weet van tevoren dat ze zich toch niet altijd aan die voorschriften zullen houden. Dan moet je niet je kop in het zand steken, vind ik.’

Bij het Packblocks-concept worden er dus geen eisen gesteld aan het karton. De machine lost de variatie intern op. Dat gebeurt door de handmatige ingevoerde plano’s machinaal tegen een gefreesde achterwand te drukken. Die wand is de referentie voor de hele machine. ‘Omdat we dat ijkpunt hebben, kunnen we alles op de millimeter nauwkeurig plaatsen en weet het systeem precies waar de randen van de plano liggen en waar het moet vouwen’, aldus Fortman.

Breda Packaging werkt met toolkoppen die operators eenvoudig kunnen vervangen als ze overstappen op een nieuw doosformaat. Gebruikers profiteren zo van een hogere overall equipment effectiveness.

De Deventer verpakkingsmachine is bijna helemaal vrij van handwielen en spindels. Dat is een interessant gegeven omdat omsteltijden steeds belangrijker worden. In oudere systemen van Breda Packaging had een operator zo tien minuten nodig voor de switch van de ene doos naar de andere. Daar kwam dan de aanlooptijd bij om de machine helemaal goed af te regelen. Als je een handvol keer per dag moet schakelen, verlies je dus veel productietijd.

Fortman: ‘Je kunt natuurlijk een stelmotor op de spindel zetten, maar dat is symptoombestrijding. Wij hebben die hele instelling overboord gegooid. Dat kan omdat het karton in het horizontale vlak ligt en de positie gekend is. De pick- en de place-positie zijn vrij programmeerbaar.’

Breda Packaging werkt nu met toolkoppen die operators eenvoudig kunnen vervangen als ze overstappen op een nieuw doosformaat. Omdat alles decentraal is opgezet en er geen programmeerwerk nodig is als er een nieuwe kop is geplaatst, kan de machine direct weer aan de gang en werkt ze gelijk optimaal. Gebruikers profiteren dus van een hogere overall equipment effectiveness (oee). ‘Dat is directe toegevoegde waarde voor onze klanten’, weet Fortman.

Mapp Technology

In de oudere Breda-machines zitten Siemens-plc’s. ‘Wij wilden een echte motioncontroller’, verklaart Boer. ‘We hebben toen alle aanbieders op een rijtje gezet en met elkaar vergeleken. B&R kwam als winnaar uit de bus. Naast het feit dat ze een mooi productportfolio hebben, een goede prijs hanteren en een toegankelijke organisatie hebben, is B&R ook sterk vertegenwoordigd in de markt voor food and beverage. Dat is precies de sector waarop ons moederbedrijf CSW ook focust. Dat heeft uiteindelijk het laatste zetje gegeven.’

‘Het belangrijkste uitgangspunt is dat we hebben geprobeerd om de variatie te beperken’, zegt Ron Fortman (midden). Links Maarten Boer, engineer bij Breda Packaging, en rechts B&R-salesengineer Wico Reineman.

Centraal in een Packblocks-machine is de Panel PC 2100 van B&R. Dat is een pc-omgeving waarop de Oostenrijkse Mapp Technology draait. Daarmee kan Breda Packaging eenvoudig applicatiesoftware ontwikkelen, oee-gegevens verwerken en webpagina’s bouwen. De verpakkingsmachine maakt ook gebruik van B&R’s Acopos P3-regelaar, een motioncontroller die drie assen tegelijk kan sturen. ‘Daardoor is de besturingskast zo klein gebleven dat we hem in de machine hebben kunnen integreren’, vertelt Boer. ‘Meestal staat die kast los naast de machine, maar dat wilden we niet. Je hebt namelijk altijd discussies over waar hij moet staan. De ervaring leert dat zoiets vaak tot het allerlaatst duurt. En pas dan kun je als machinebouwer de juiste kabellengtes bepalen. Door de besturingskast in de machine op te nemen, voorkom je die problemen. En je hoeft nooit af te koppelen.’

Om diezelfde reden hebben de ontwikkelaars het lijmreservoir geïntegreerd in een van de deuren. Geen losse kliko meer met de hot melt lijmkorrels die ergens in de buurt van de machine moet staan. ‘We hebben een blok dat nooit veranderd’, verduidelijkt Fortman. ‘We willen de machine niet kleiner maken, ook al heb je het extra magazijn voor eventuele hoedjes niet nodig. Het is one size fits all.’

Breda Packaging heeft zijn eerste Packblocks-machine inmiddels verkocht. ‘In potentie is het makkelijk te verkopen; goede prijs, goede functionaliteit, goed te produceren’, stelt Fortman. ‘Het doel is een machine per maand. Dus we kunnen cherrypicken en alleen die klanten zoeken die perfect bij ons concept passen.’

AGENDA

Events

Precisiebeurs

14 november - 15 november

Veldhoven

Benelux RF Conference

28 november

Nijmegen

Trainingen

Design principles for precision engineering

26 november - 30 november

Eindhoven

Outsourcing development & life-cycle management

28 november - 29 november

Eindhoven

Topbanen
Ministerie van Defensie

Word technicus bij Defensie

Ministerie van Defensie

Nederland

Ministerie van Defensie

Officier Elektronica

Ministerie van Defensie

Nederland

Murrelektronik B.V.

Accountmanager Zuid-Oost Brabant (M/V)

Murrelektronik B.V.

Zuid-Oost Brabant

Techwatch

Techwatch | bv | Novio Tech Campus | Transistorweg 7-H | 6534 AT Nijmegen
T. +31 (0)24 - 350 3532 | info@techwatch.nl

Copyright ©  2018 Mechatronica&Machinebouw - All Rights Reserved

×