Wie die Automatisierung die Effizienz von Kunststofftaschen-Herstellungsmaschinen verändert

Kernautomatisierungstechnologien zur Steigerung der Maschineneffizienz

Integration von Servomotoren für präzise Geschwindigkeitsregelung und Energieoptimierung

Die heutige Ausrüstung zur Herstellung von Plastiktüten setzt auf Servomotorentechnologie, um eine bessere Geschwindigkeitskontrolle zu erreichen und Energie einzusparen. Diese Motoren können die abgegebene Leistung sowie ihre Drehzahl stufenlos anpassen, was dazu beiträgt, während des gesamten Produktionsprozesses – von der Schmelze des Kunststoffs bis zum Schneiden und Versiegeln – für eine konstante Spannung zu sorgen. Die genaue Einhaltung dieser Maße ist von großer Bedeutung, da die Tüten einheitliche Abmessungen aufweisen und zuverlässige Versiegelungen besitzen müssen. Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen, dass der Wechsel zu Servomotoren den Stromverbrauch um rund 40 Prozent senken kann, ohne Einbußen bei der Qualität in Kauf nehmen zu müssen. Zudem fallen die Versiegelungen der Tüten äußerst präzise aus – mit einer Toleranz von etwa einem Zehntel Millimeter. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, dass Hersteller nicht mehr all diese voluminösen Getriebe und Kupplungen innerhalb der Maschinen benötigen. Dadurch können die Anlagen nahezu augenblicklich beschleunigen oder verlangsamen – ein entscheidender Vorteil beim Verarbeiten komplexer Formen oder beim raschen Wechsel zwischen verschiedenen Tütengrößen im Laufe eines Arbeitstages.

SPS + Touchscreen-HMI-Systeme zur Echtzeit-Anpassung von Parametern und Daten-Transparenz

In automatisierten Beutelherstellungsanlagen arbeiten speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) Hand in Hand mit benutzerfreundlichen Touchscreen-Oberflächen, um die Produktionsabläufe zu steuern. Das Anlagenpersonal kann wichtige Einstellungen wie Heizkurven, Versiegelungsdrücke und Fördergeschwindigkeiten während laufender Produktionen spontan anpassen. Jede Anpassung wird mit Zeitstempel protokolliert, sodass die Qualitätsabteilung später bei Audits eine lückenlose Dokumentation vorlegen kann. Die Dashboards zur Betriebseffizienz sind ebenfalls sehr nützlich: Sie zeigen mithilfe farbkodierter Karten, an welchen Maschinen wiederholt Ausfälle auftreten, und verfolgen anhand von Echtzeit-Kennzahlen die Leistung verschiedener Schichten. Die meisten Bediener finden diese Systeme intuitiv bedienbar und benötigen dafür keine Unterstützung durch die IT-Abteilung.

Automatisches Beschicken, kernloses Abwickeln und automatisches Spleißen: Eliminierung manueller Eingriffspunkte

Drei synchronisierte Innovationen im Bereich Materialhandhabung beseitigen gemeinsam kritische manuelle Eingriffspunkte:

• Automatische Beschickungssysteme dosieren rohen Polymerwerkstoff mittels Gewichtsverlust-Sensoren in die Extruder, um einen konstanten Schmelzestrom zu gewährleisten
• Kernlose Abwicklung eliminiert Abfall durch Rollenkern und manuelle Kernentsorgung und reduziert den Arbeitsaufwand für die Materialhandhabung um ca. 70 %
• Automatisches Spleißen löst eine vorausschauende Spleißaktivierung während geplanter Drosselungen aus – kein Eingreifen des Bedienpersonals erforderlich

Zusammen verhindern diese Technologien laut Verpackungseffizienz-Benchmarks etwa 92 % aller materialbedingten Stillstände. Integrierte automatisierte Justiersysteme (ATS) überwachen kontinuierlich die Bahnausrichtung und korrigieren sie bei Geschwindigkeiten von bis zu 300 Taschen/Minute, wodurch die Maßhaltigkeit ohne manuelle Kalibrierung sichergestellt wird.

Messbare Effizienzsteigerungen: Durchsatz, Anlagenverfügbarkeit und OEE-Verbesserung

Reduzierung der Taktzeit: Steigerung des Ausstoßes von 60–80 auf 220–300 Taschen/Minute

Wenn es darum geht, die Taktzeiten zu verkürzen, bewirkt die Automatisierung Wunder, indem sie die alten mechanischen Verbindungen durch koordinierte Servobewegungssysteme sowie intelligente Temperaturregelungen ersetzt. Mit kontinuierlichen Zuführmechanismen, sofortigen Zugkraftanpassungen und genau abgestimmten Versiegelungsverweilzeiten können Maschinen nun problemlos zwischen 220 und 300 Beutel pro Minute laufen – deutlich schneller als der frühere Standard von rund 60 bis 80 Beuteln pro Minute. Was diese Leistungssteigerung wirklich hervorhebt, ist die Tatsache, dass Hersteller keinerlei Kompromisse bei der Versiegelungsqualität oder einer korrekten Folienausrichtung eingehen müssen. Die Produkte bleiben auch bei schnellen Formatwechseln intakt und konsistent – ein entscheidender Vorteil in Produktionsumgebungen mit hohem Durchsatz.

Betriebszeitsteigerung: 42 % weniger Stillstandszeit durch synchronisierte Bahnbahnansteuerung und vorausschauende Spleißaktivierung

Bei ungeplanten Ausfallzeiten machen intelligente Systeme einen großen Unterschied. Kernlose Abwickler mit automatischem Spleißen erkennen, wenn eine Rolle zur Neige geht – in der Regel etwa 15 bis 20 Rollen im Voraus. Dadurch kann die Maschine den Spleißvorgang während natürlicher Verlangsamungsphasen einleiten, anstatt plötzlich den gesamten Betrieb zu unterbrechen. Das System stützt sich zudem auf Vibrationsdetektoren und Temperatursensoren, die kontinuierlich den Zustand der Anlage überwachen. Diese Sensoren senden Echtzeitdaten an das SPS-Steuerungssystem, das als Frühwarnsystem für Probleme wie abgenutzte Lager fungiert – noch bevor diese tatsächlich ausfallen. Auch die Ergebnisse sprechen für sich: Betriebe berichten von einer Reduzierung der Stillstandszeiten um insgesamt rund 42 Prozent. Die betriebliche Effizienz steigt von früher üblichen Werten bei manuellem Betrieb von 50 bis 65 Prozent auf konstant 75 bis 85 Prozent. Dies ergab die jüngste Studie zur Automatisierungseffizienz, die letztes Jahr vom PMMI (Packaging Machinery Manufacturers Institute) veröffentlicht wurde.

Konsistenz, Qualität und Fehlerverhütung durch intelligente Automatisierung

KI-gestützte Bildinspektion und intelligente Sensoren für die Echtzeit-Fehlererkennung

KI-gestützte Bildsysteme mit Hochauflösungskameras und multispektralen Sensoren können sich bewegende Folien mit Geschwindigkeiten von über 300 Bildern pro Sekunde scannen. Diese Systeme erkennen kleinste Mängel wie Mikrorisse, Lücken in Versiegelungen, Registerfehler beim Druck sowie Verunreinigungen mit einer Genauigkeit von etwa 0,1 mm. Das System arbeitet zudem intelligent: Sobald Probleme erkannt werden, passt es automatisch Parameter wie Versiegelungsdruck, Materialbahnschwingung oder den Zeitpunkt des Schneidvorgangs an, wodurch sich Fehler nicht weiter entlang der Produktionslinie ausbreiten können. Dadurch entfällt in Fabriken die manuelle Nachkontrolle der Produkte nach der Fertigung – was die Ausschussrate deutlich senkt. Laut dem jüngsten Branchenbericht 2024 des Flexible Packaging Association konnten einige Betriebe seit der Einführung dieser Systeme ihre Ausschussraten um rund 30 % reduzieren.

Vorausschauende Wartungsalgorithmen zur Reduzierung von Ausfallzeiten und Verlängerung der Komponentenlebensdauer

In Überwachungssysteme integrierte vorausschauende Algorithmen analysieren Echtzeitdaten zu Vibrationen, Temperaturmustern und Motorströmen, um frühzeitig Anzeichen für bevorstehende Ausfälle von Komponenten zu erkennen. Diese maschinellen Lernsysteme können Probleme mit Lagern oder Dichtleisten bereits mehr als drei Tage vor dem eigentlichen Ausfall identifizieren – so können Wartungsteams die betroffenen Teile während geplanter, regulärer Stillstandszeiten instand setzen, anstatt in Notsituationen eingreifen zu müssen. Betriebe, die diese Art proaktiver Wartung einführen, verzeichnen einen nahezu vollständigen Wegfall von rund der Hälfte ihrer unvorhergesehenen Anlagenstillstände. Zudem steigt die Lebensdauer der Komponenten um fast ein Viertel, da Techniker auf Grundlage der vom System bereitgestellten Informationen Schmierpläne optimieren und Lastverteilungen besser ausbalancieren. Das Fazit? Die Gesamtausrüstungseffektivität (OEE) steigt deutlich an, während sich die langfristigen Betriebskosten für Maschinen insgesamt senken.

Wandel der Belegschaft: Von arbeitsintensiver Überwachung zu technischer Aufsicht

Wenn Unternehmen Automatisierung einführen, ersetzt dies nicht nur Arbeitskräfte – es verändert vielmehr auch deren tägliche Tätigkeiten grundlegend. Bediener, die früher stundenlang mit Aufgaben wie dem Schneiden von Materialien, dem Beschicken von Maschinen und der visuellen Prüfung von Produkten beschäftigt waren, konzentrieren sich heute darauf, komplexe Systeme über SPSen und HMI-Systeme zu überwachen. Die Gesamtzahl der benötigten Mitarbeiter sinkt um rund 40 %; die verbleibenden Mitarbeiter müssen jedoch Daten besser verstehen, Probleme schneller diagnostizieren und Anpassungen in Echtzeit vornehmen können. Schulungsprogramme, die branchenüblichen Standards wie ISA/ANSI folgen, sind in jüngster Zeit stark an Bedeutung gewonnen. Fabriken, die in qualitativ hochwertige Schulungen investieren, verzeichnen Produktivitätssteigerungen von 25 % bis 30 % sowie eine höhere Mitarbeiterbindung, da die Tätigkeiten interessanter und technisch anspruchsvoller werden. Ein weiterer großer Vorteil sind automatisierte Materialflusssysteme, die Rückenbelastungen und andere Verletzungen reduzieren und so die Arbeitssicherheit langfristig verbessern. Viele Bediener wechseln im Zuge der zunehmenden Standardisierung der Automatisierung in Sackherstellungsanlagen in Techniker- oder sogar Ingenieursrollen.

FAQ

Welche Technologien verbessern die Effizienz von herstellung von Plastiktüten ?

Servomotoren, SPS- und HMI-Systeme, automatisches Beschicken, kernloses Abwickeln und automatisches Zusammenschweißen steigern die Effizienz durch präzise Steuerung, Echtzeit-Anpassungen und die Eliminierung manueller Eingriffe.

Wie tragen Servomotoren zur Energieeinsparung bei?

Servomotoren ermöglichen eine präzise Regelung von Drehzahl und Energiezufuhr und senken den Energieverbrauch um rund 40 %, ohne die Produktqualität zu beeinträchtigen.

Welche Rolle spielt KI bei der Vermeidung von Fehlern?

KI-gestützte Bildverarbeitungssysteme erkennen Fehler in Echtzeit und nehmen die erforderlichen Anpassungen vor, um die Ausbreitung von Problemen zu verhindern; dadurch werden Ausschuss- und Verschnittquoten deutlich gesenkt.

Wie wirkt sich Automatisierung auf die Belegschaft in Fertigungsanlagen aus?

Durch die Automatisierung verschiebt sich der Fokus der Belegschaft von manueller Überwachung hin zu technischer Aufsicht – dies erfordert, dass die Bediener Kompetenzen in Datenanalyse und Systemfehlerbehebung erwerben.