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Isimat, Spezialist für das Bedrucken von Kunststoffverpackungen und Gläsern, hat sein Produktportfolio um eine Rundtaktmaschinenserie für das Bedrucken und Inline-Folieren von Glas- und Plastikflaschen ergänzt. Gleichzeitig führt der Maschinenbauer eine neue, maschinenübergreifende Antriebs- und Steuerungsarchitektur auf Basis von B&R-Technik ein. Mit POWERLINK und dezentralen Komponenten, wie dem ACOPOSmotor, wurde ein neues Niveau an Modularität, Flexibilität und Anlagenverfügbarkeit erreicht.

Die Isimat GmbH bietet ihren Kunden mit der unlängst auf den Markt gebrachten R-Serie erstmals die Möglichkeit, den bekannten Siebdruck mit dem Flexodruck und der zum Patent angemeldeten Inline-Folierung zu kombinieren. Letztgenanntes Verfahren erlaubt es, metallische Schichten auf Glas-, aber auch Kunststoffverpackungen aufzubringen, ohne dass es eines hohen Anpressdrucks oder hoher Temperaturen bedarf.

Die Inline-Folierung ist deshalb wesentlich einfacher zu handhaben als das sonst häufig genutzte Heißprägeverfahren und kann selbst bei dünnwandigem Glas eingesetzt werden. Da zudem fast jeder Metallic-Effekt von Silber bis hin zum Farbton Gold mit nur einem Folientyp durch Überdrucken erzeugt werden kann, ist die Inline-Folierung nicht nur prozesssicher, sondern auch sehr wirtschaftlich.

Die RF-8 ist mit B&R-Technik strikt modular aufgebaut und bietet auf kleinster Stellfläche Platz für bis zu 8 auswechselbare Druckwerke. (Foto: Isimat)

Produktwechsel in maximal 90 Minuten

Als erste Maschine aus der R-Serie hat Isimat die RF-8 auf den Markt gebracht. Sie bietet Platz für bis zu 8 Druckmodule. Diese kann der Anwender je nach Druckauftrag jeweils mit einer Siebdruck-, einer Flexo- oder einer Inline-Folierungs-Einheit bestücken. Die Umrüstung der Stationen ist denkbar einfach und kann auch von angelernten Kräften bewältigt werden. „Das Auswechseln eines Druckmoduls erfolgt bei der R-Serie werkzeuglos innerhalb weniger Minuten“, sagt Robert Kovačević, Area Sales Manager bei der Isimat GmbH. „Selbst die Umstellung auf ein neues Produkt mit einem anderen Druckmotiv beansprucht bei einer Druckmaschine aus der R-Serie in der Regel maximal 90 Minuten.“

Diese kurzen Rüstzeiten wurden erst durch die konsequente Modularisierung der Maschine und eine softwareseitige Automatisierung des Rüstvorgangs möglich. Die Grundlage dafür bildet eine vollständig neu aufgesetzte Antriebs- und Steuerungsarchitektur auf Basis von B&R-Technik.

Kompakt und leistungsstark: ACOPOSmotor

Auf dem Rundtisch der RF-8 sorgen 20 der kompakten ACOPOSmotor-Module für die zu den Druckwerken winkelsynchrone Rotation des Bedruckobjekts. (Foto: Isimat)

Ein entscheidendes Element der neuen Architektur ist der ACOPOSmotor. Dieser Servomotor mit integriertem Wechselrichter ist auf Anwendungen zugeschnitten, bei denen beengte Platzverhältnisse herrschen und dezentrale Antriebslösungen benötigt werden. Da dies bei der RF-8 auf fast alle Maschinenkomponenten wie die Druckeinheiten und den Rundteller zutrifft, kommen in einer RF-8 je nach Konfiguration mehr als 60 der ACOPOSmotor-Systeme zum Einsatz. Allein in den unterschiedlichen Druckmodulen sind jeweils zwischen 1 und 3 ACOPOSmotor-Systeme verbaut. So ist die Siebdruckeinheit gleich mit 3 Servomotoren ausgestattet, damit auch nichtzylindrisch geformte Artikel mit dem von Isimat favorisierten geraden Sieb bedruckt werden können. Zusätzlich sind pro Druckmodul ein Schrittmotor als Verstellachse oder mehrere I/Os erforderlich. Hier profitiert Isimat von der Möglichkeit, dass an dem abgehenden POWERLINK-Busanschluss des ACOPOSmotor weitere Komponenten wie Schrittmotor- und I/O-Module aus dem X67-System angebunden werden können. „Mit Hilfe dieses Features konnten wir die Druckmodule der RF-8 als autark fertig- und testbare Produktionseinheiten aufbauen“, sagt Norbert Fuchsloch, Konstruktionsleiter Elektrotechnik bei der Isimat GmbH. „Das erleichtert uns die Diagnose und verkürzt die Montage- und Inbetriebnahme spürbar.“

Minimaler Verkabelungsaufwand

Für die Ankopplung der Druckmodule an den Antriebsverbund reicht ein einziges Hybridkabel aus, das alle für den Betrieb des Motormoduls relevanten Energie- (Zwischenkreis) und Signalleitungen sowie das POWERLINK-Netzwerk vereint. Während sich die Leistungsmodule im Schaltschranks befinden, kann der Zwischenkreis inklusive POWERLINK über dezentrale, außerhalb des Schaltschranks montierte Anschlussboxen in Schutzart IP67 weiter verteilt werden. Diese Verkabelungsstrategie reduziert den Montage- und Inbetriebnahmeaufwand noch einmal, erleichtert die Modularisierung und beschleunigt das Umrüsten.

Neben der flexiblen Verdrahtung sorgt POWERLINK für zusätzliche Zeiteinsparungen bei der Inbetriebnahme: „Vor der Einführung der B&R-Lösung waren die Adressen der vernetzten Komponenten mit Hilfe von Drahtbrücken im Anschlussstecker zu codieren – eine mühsame und fehleranfällige Herangehensweise. Darüber hinaus mussten die Auswertungslogik von uns eigens im Programm implementiert werden“, erklärt Fuchsloch. „Bei einer POWERLINK-Linienstruktur erfolgt die Knotennummernvergabe dagegen automatisch ohne Zutun der Steuerungsanwendung.“

Der abgehende POWERLINK-Zweig am ACOPOSmotor kann zum Anschluss von Modulen aus dem X67-System genutzt werden. Auf diese Weise lassen sich autark fertig- und testbare Produktionseinheiten aufbauen. (Foto: Franz Rossmann)

Automatische Druckwerkerkennung

Automatisch erkannt werden bei der neuen Antriebs- und Steuerungslösung von Isimat aber nicht nur neue Teilnehmer am POWERLINK-Bus. Die Steuerungsanwendung identifiziert auch das montierte Druckmodul und nimmt eigenständig alle erforderlichen Einstellungen vor. Dadurch wird der Maschinenbediener bei einer Produktumstellung deutlich entlastet und kann schnell eingearbeitet werden. „Ermöglicht hat dies erst die Offenheit und Flexibilität der B&R-Software“, urteilt Fuchsloch. „Das war auch einer der wesentlichen Gründe, warum wir uns für den Automatisierungsbaukasten von B&R entschieden haben.“

Besonders schätzt Isimat, dass die B&R-Softwarelösung es ermöglicht, Software in Komponenten aufzuteilen, die den Maschinenaufbau widerspiegeln, wie der Isimat-Konstruktionsleiter klar stellt: „Die Entwicklungsumgebung Automation Studio erlaubt es, für die Programmierung eine Hochsprache einzusetzen. Deren Objektorientierung unterstützt eine maschinengerechte Modularisierung optimal und verbessert die Verständlichkeit der Software.“

Die Steuerungsanwendung erkennt automatisch, welches Druckmodul auf welcher der 8 Druckstationen der RF-8 installiert ist. Das entlastet den Bediener und reduziert die Einarbeitungszeit maßgeblich. (Foto: Isimat)

Ein Softwareprojekt für viele Maschinen

Und nicht nur das: Auch die Erstellung der Software und deren Pflege werden deutlich einfacher, was Isimat nicht minder wichtig ist. „Die zahlreichen Ausstattungs- und Konfigurationsoptionen der RF-8 müssen von der Software abgebildet und diese dann von uns auch gepflegt werden“, erläutert Fuchsloch. Alleine durch die flexible Bestückung der Druckstationen ergeben sich tausende an denkbaren Kombinationen: „Es ist daher für uns ganz entscheidend, dass es das B&R-System erlaubt, mit nur einem Softwareprojekt alle Varianten einer konfigurierbaren Maschine abzudecken, und wir den Pflegeaufwand entsprechend auch nur einmal betreiben müssen.“

Der Ansatz ist dabei so tragfähig und flexibel, dass Isimat mit den Spezialisten von B&R daran arbeitet, die Steuerungsanwendung zu erweitern, damit auch noch die zweite Maschinenserie des Unternehmens von ihr abgedeckt wird – die T-Familie für das Bedrucken von Kunststofftuben.

„Die zahlreichen Ausstattungs- und Konfigurationsoptionen der RF-8 müssen von der Software abgebildet und auch von uns gepflegt werden. Es ist daher ganz entscheidend, dass es das B&R-System erlaubt, mit nur einem Softwareprojekt alle Varianten einer konfigurierbaren Maschine abzudecken.“ Norbert Fuchsloch, Konstruktionsleiter Elektrotechnik bei Isimat GmbH

Sicher in die Zukunft

Fuchsloch hat für die Zukunft bereits zusätzliche Weiterentwicklungs- und Einsparungspotenziale ausgemacht: „Als nächstes gehen wir die bisher zurückgestellte Überarbeitung des Safety-Konzepts mit Hilfe der integrierten Sicherheitstechnik von B&R an.“ Auch dabei wird der ACOPOSmotor mit seinen eingebauten sicheren Antriebstechnikfunktionen STO (Safely Torque Off) und SLS (Safely-Limited Speed) eine wichtige Rolle übernehmen. „Das Gesamtpaket von B&R ist für uns einfach auf der ganzen Linie überzeugend und stimmig“, schließt Fuchsloch.

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