Umbau und mechanisches Re-Engineering einer Waldner Dosomat 10.4
Für einen langjährigen Kunden führte MartCad das vollständige mechanische Re-Engineering einer gebrauchten Waldner Dosomat 10.4 Becherfüll- und Verschließmaschine durch.
Die Maschine war vom Kunden gekauft und anschließend an einen Endkunden verkauft worden, der Joghurt in anderen Becherformaten und mit unterschiedlichen Stückzahlen pro Maschinentakt produzieren wollte.
Diese Änderung betraf nahezu die gesamte Maschine. Nicht nur die Becheraufnahmen mussten angepasst werden, sondern auch Becherzuführung, Dosierstationen, Deckelzuführung, Siegelstationen, Produktführung, Tischkonstruktion, Zuführleitungen und interne Abtrennungen.
MartCad übernahm die technische Bestandsaufnahme, 3D-Scanning, Reverse Engineering, Modellierung, Bewegungssimulation, die Konstruktion aller mechanischen Anpassungen, den vollständigen Zeichnungssatz und die Stückliste. Der Kunde übernahm die elektrische Steuerung und die Neuprogrammierung der Maschine.
Projektübersicht
Ausgangssituation: Eine bestehende Joghurtfüllmaschine musste für andere Becherformate und unterschiedliche Stückzahlen pro Maschinentakt angepasst werden.
Technische Herausforderung: Die Verpackungsänderung beeinflusste nahezu alle Bearbeitungsstationen und mechanischen Bewegungen der Maschine.
Vorgehensweise: Stationen demontieren und untersuchen, komplexe Bauteile scannen und vermessen, vorhandene Geometrie rekonstruieren, neue Formatsätze entwickeln und Bewegungen in 3D simulieren.
Ergebnis: ein vollständig neu ausgearbeitetes mechanisches Konzept mit Formatsätzen, Fertigungszeichnungen, Baugruppenzeichnungen, internen Abtrennungen und einer vollständigen Stückliste.
1. Ausgangslage: andere Verpackung, vollständige Maschinenanpassung
Die bestehende Waldner Dosomat 10.4 war ursprünglich für eine andere Verpackungskonfiguration ausgelegt.
Der neue Endkunde wollte auf derselben Maschine verschiedene Joghurtbecher mit unterschiedlichen Durchmessern, Füllmengen und Stückzahlen pro Takt verarbeiten können.
Daher reichte ein einfacher Formatwechsel nicht aus. Die Änderung betraf den gesamten Produktweg durch die Maschine: von Becherzuführung und Positionierung über Dosierung, Deckelzuführung und Siegelung bis zur Ausgabe.
Für jedes gewünschte Becherformat musste ein passender mechanischer Formatsatz entwickelt werden.
2. Demontage und technische Bestandsaufnahme
Eine große Anzahl von Stationen und Bauteilen wurde von MartCad selbst demontiert, mitgenommen und technisch untersucht.
Dabei wurden unter anderem folgende Komponenten aufgenommen:
- Becherzuführung und Bechermagazine;
- Becheraufnahmen und Produktführungen;
- Dosierstationen und Füllköpfe;
- Zuführleitungen;
- Deckelmagazine;
- Siegelstationen und Siegelköpfe;
- Tisch- und Transportkomponenten;
- vorhandene Antriebe, Führungen und Montagepunkte.
Durch die separate Untersuchung der Bauteile außerhalb der Maschine konnten Abmessungen, Bewegungen und das Zusammenspiel der Komponenten genauer erfasst werden.
3. 3D-Scanning, Vermessung und Reverse Engineering
Komplexe vorhandene Bauteile wurden mithilfe von 3D-Scanning und präzisen Messungen digital erfasst.
Die erfassten Daten wurden genutzt, um zuverlässige 3D-Modelle von Bauteilen zu erstellen, für die keine aktuellen oder verwendbaren Zeichnungen verfügbar waren.
Diese Modelle bildeten die Grundlage für die neue Konstruktion und für die Anbindung neu entwickelter Komponenten an die bestehende Maschine.
Weitere Informationen zu dieser Arbeitsweise finden Sie unter 3D-Scanning , 3D-Vermessung en reverse engineering .
4. Entwicklung vollständiger Formatsätze
Für die verschiedenen Becherkonfigurationen wurden vollständige mechanische Formatsätze konstruiert.
Ein Formatsatz umfasst alle produktspezifischen Bauteile, die erforderlich sind, um die Maschine an ein anderes Becherformat oder eine andere Anzahl von Bechern pro Takt anzupassen.
Dabei wurden unter anderem folgende Komponenten neu ausgearbeitet:
- Becherführungen und Becheraufnahmen;
- Magazinführungen für Becher und Deckel;
- Komponenten der Dosierstationen;
- Füllköpfe und angeschlossene Zuführkomponenten;
- Siegelkomponenten und Siegelköpfe;
- Tisch- und Transportteile;
- wisseldelen voor de Zuführleitungen;
- gegenseitige Positionierung und Höheneinstellung der Stationen.
Ziel war es, die Maschine mithilfe von Wechselteilen auf eine andere Becherkonfiguration umrüsten zu können, ohne jedes Mal ein vollständig neues Maschinenkonzept zu benötigen.
5. Simulation der Maschinenbewegungen
Die geänderten mechanischen Bewegungen wurden im 3D-Modell simuliert.
Damit wurde geprüft, ob die Bauteile während der zyklischen Bewegung ausreichend Freigang hatten und ob die neuen Becherkonfigurationen korrekt durch die verschiedenen Stationen transportiert werden konnten.
Die Simulation wurde unter anderem verwendet, um zu prüfen:
- ob sich bewegte Bauteile nicht berührten;
- ob die Becher korrekt aufgenommen und positioniert wurden;
- ob Dosier- und Siegelstationen die richtige Position erreichten;
- ob die Wechselteile in den verfügbaren Bauraum passten;
- ob die Bewegungen aufeinanderfolgender Stationen korrekt aufeinander abgestimmt waren.
Durch diese Prüfung vor der Fertigung konnten räumliche Konflikte und fehlerhafte Bewegungen frühzeitig erkannt und angepasst werden.
6. Interne Polycarbonat-Abtrennungen
Im Inneren der Maschine wurden neue transparente Polycarbonat-Abtrennungen konstruiert.
Diese Abtrennungen trennen den offenen Produktbereich von Antrieben, Führungen und anderen bewegten Maschinenkomponenten.
Die Abtrennungen erfüllen mehrere Funktionen:
- Begrenzung der Ausbreitung von Joghurtspritzern und Produktresten;
- Schutz offener Becher vor Verunreinigungen aus dem Maschinenbereich;
- Abschirmung bewegter mechanischer Komponenten;
- Unterstützung einer gezielten und besser zugänglichen Reinigung;
- Erhalt der Sicht auf Füll-, Deckel- und Siegelprozess.
Bei der Ausarbeitung wurden Zugänglichkeit, Reinigbarkeit, Montage und visuelle Prozesskontrolle berücksichtigt.
7. Vollständiger Zeichnungssatz und Stückliste
Für den gesamten mechanischen Bereich erstellte MartCad einen neuen und vollständigen Zeichnungssatz.
Der Lieferumfang umfasste unter anderem:
- 3D-Baugruppenmodelle;
- Fertigungs- und Detailzeichnungen;
- Zeichnungen für Blechteile;
- Zeichnungen für Dreh- und Frästeile;
- Zeichnungen der Wechselteile je Formatsatz;
- Baugruppenzeichnungen für die verschiedenen Stationen;
- Montageinformationen;
- eine vollständige Stückliste für Kaufteile, Blechteile und zerspante Bauteile.
Diese Dokumentation bildete die Grundlage für Einkauf, Fremdvergabe, Fertigung, Montage und zukünftige Überholung der Maschine.
8. Aufgabenverteilung
MartCad übernahm:
- Demontage und technische Untersuchung zahlreicher Stationen und Bauteile;
- 3D-Scanning und Maßaufnahme;
- reverse engineering;
- Entwicklung der mechanischen Formatsätze;
- Simulation der Maschinenbewegungen;
- Konstruktion interner Polycarbonat-Abtrennungen;
- vollständige 3D-CAD-Ausarbeitung;
- Fertigungszeichnungen und Stücklisten.
Der Kunde übernahm:
- die elektrische Steuerung;
- die Neuprogrammierung der Maschine;
- die weitere elektrische und steuerungstechnische Integration.
Ergebnis
Die Waldner Dosomat 10.4 wurde mechanisch vollständig für verschiedene Joghurtbecher und unterschiedliche Stückzahlen pro Maschinentakt neu ausgearbeitet.
Mithilfe austauschbarer Formatsätze können Becherzuführung, Produktpositionierung, Dosierung, Deckelzuführung und Siegelung an die jeweilige Konfiguration angepasst werden.
Zusätzlich verfügt der Kunde über eine vollständige und wiederverwendbare technische Dokumentation für Fertigung, Montage, Formatwechsel und zukünftige Überholungen.
Fazit
Diese Fallstudie zeigt, wie eine bestehende vollautomatische Füll- und Verschließmaschine durch gezieltes mechanisches Re-Engineering für neue Verpackungsformate angepasst werden kann.
MartCad kombinierte 3D-Scanning, Maßaufnahme, Reverse Engineering, Bewegungssimulation, Konstruktion von Formatsätzen, interne Abtrennung und vollständige Fertigungsvorbereitung.
Dadurch konnte nahezu der gesamte mechanische Produktweg von der Becherzuführung bis zur Siegelung neu ausgelegt werden, während die bestehende Maschine als Basis erhalten blieb.
Bestehende Verpackungsmaschine umbauen lassen?
MartCad unterstützt bei technischer Bestandsaufnahme, Reverse Engineering, Formatsätzen, Maschinenbewegungen, mechanischer Konstruktion und vollständiger Fertigungsvorbereitung.
