• Website
  • Materialnummer
  • Seriennummer
Login
Eingeloggt als BenutzernameAusloggen
Laden...
B&R Logo

IO-Link hat alles im Griff

Neue Technologien erlauben neue Lösungen – bei der auf der Messe K in Düsseldorf präsentierten Maschine von Starlinger gilt das gleich in doppelter Hinsicht. Zum einen geht es um die Fertigung neuartiger, gestanzter Griffe zum komfortablen Tragen vielseitiger Kunststoffsäcke und anderseits um zukunftsorientierte Technik von Sick und B&R. IO-Link spielt dabei eine – im wahrsten Sinne des Wortes – tragende Rolle.

carry_0080_frei

Die Verpackung ist bei vielen Produkten das Um und Auf. Sie sorgt dafür, dass der Inhalt gut geschützt ist, im Regal des Händlers sofort ins Auge sticht und gleichzeitig möglichst einfach transportiert werden kann. Dabei ist oft Kunststoff im Spiel. Wird er zu Bändchen verarbeitet und geradezu kunstvoll verwoben, bringt er Eigenschaften mit, die weit über das klassische Plastiksackerl hinausreichen. Wenn es etwa um Fliesenkleber oder Zement geht – wer möchte solche Materialen schon schaufelweise nach Hause transportieren? Deshalb werden Säcke eingesetzt die stabil sein müssen, denn 20 bis 25 kg Füllmaterial sind keine Seltenheit. Kein Problem, wenn der Hersteller auf die richtigen Säcke setzt.

Kunststoffsack-Fertigung aus einer Hand

Wenn man an die Produktion von Kunststoffsäcken denkt, kommt man an Starlinger nicht vorbei. Das in Weissenbach, Niederösterreich, beheimatete Unternehmen liefert seit 45 Jahren Anlagen zur Produktion gewebter Kunststoffsäcke in die ganze Welt. Rund 15 Mrd. Säcke jährlich werden auf Starlinger-Maschinen produziert. Von der Herstellung des Ausgangsmaterials, über das Verweben und Bedrucken bis zum fertigen Kunststoffsack – Starlinger deckt den kompletten Fertigungsprozess ab. Dabei sorgt der bekannte Maschinenbauer regelmäßig für Innovationen, die am Weltmarkt Zuspruch finden.

Sensor
Intelligent und kommunikativ: Der Distanzsensor DT35-B15251 von Sick kann mehr als nur messen – IO-Link eröffnet spannende Möglichkeiten im Hinblick auf Industrie 4.0.

Besserer Sack – weniger Bruch

Mit den international patentierten Ad*Star-Kastenventilsäcken konnte Starlinger die Bruchrate von Zementsäcken entscheidend verringern – ein klarer Vorteil für die Zementindustrie und ihre Kunden. Zudem können die Ad*Star-Säcke bis zu 50 kg Füllmenge aufnehmen und bieten sich damit als Verpackung für trockene Schüttgüter im Groß- und Einzelhandel, etwa bei Baustoffen, Chemikalien oder Futtermittel, an. Nun folgt die nächste Neuheit: Auf der Kunststoffmesse K in Düsseldorf präsentierte Starlinger erstmalig eine Maschine, die die Fertigung der Kastensäcke inklusive einem praktischem Tragegriff ermöglicht.

„Bisher gab es bei diesen Säcken keine Griffe. Das wird nun anders. Bei der neuen Variante ist der Griff bereits fix am Sack angebracht. Womit das Handling insbesondere bei schweren Säcken deutlich erleichtert wird“, sagt Rene Weiss, Leiter der Entwicklung Elektrotechnik bei Starlinger. Das Maximalgewicht eines Kastensacks liegt in der EU übrigens bei 25 kg, weltweit sogar bei bis zu 50 kg.

carryTEC_0014-final
Von der Rolle auf die Rolle - Verpackungsmaschinenspezialist Starlinger fertigt im Handumdrehen aus Polypropylenbändchengewebe fertige Griffe für die vielseitigen Ad*Star-Säcke.

Von der Rolle auf die Rolle

Die Produktion eines Ad*Star-Kastenventilsacks startet mit Polypropylen-Granulat. Dieses Granulat wird in einem Extruder aufgeschmolzen und über eine Düse zu einer Flachfolie geformt. Die Flachfolie wird anschließend zu 6 bis 8 mm breiten Bändchen geschnitten. Diese werden verstreckt und durch thermische Behandlung in ihrer Festigkeit gestärkt. Das wieder auf eine Spule gerollte Bändchen wird auf der Webmaschine auf ein Gatter appliziert; die Maschine wird bestückt, ein Polypropylen-Schlauch gewebt und dieser erneut auf eine Rolle gewickelt. Das alles passiert in einem atemberaubenden Tempo. Dieses Material kann – im Speziellen für den Ad*Star – weiterverarbeitet werden. In diesem Fall wird ein Polypropylenfilm zur Abdichtung des Gewebesacks mit einer Stärke von etwa 15 bis 25 μm heiß aufgetragen. Danach wird das Material wieder aufgerollt.

Hightech-Produkt-Griff

Auch die Bedruckung – Industriedruck oder OPP-Folie – erfolgt über einen Rollen-zu-Rollen-Prozess, der über viele Jahre von Starlinger weiterentwickelt und perfektioniert wurde. In der angeschlossenen Konfektionsanlage wird der Sack geschnitten, gefaltet und der Griff aufgeschweißt. Keine Frage – bei der Herstellung dieser Griffe geht es ebenfalls von der Rolle auf die Rolle. „Für die Herstellung des Griffs wird das Ausgangsmaterial – ein verwobenes Kunststoffband – von der Rolle direkt in die Maschine abgewickelt. Dort wird das Band zu vier Lagen gefaltet und durchgestanzt. Damit wird die Form erzeugt, die für den Griff benötigt wird. Dann wird das Material wieder aufgefaltet und mit einem exakt definierten Zug auf die Endproduktionsrolle aufgewickelt“, sagt Weiss. Von dort geht die Rolle zur nächsten Maschine, mit der die Griffe auf die Säcke aufgeschweißt werden. Dieser Arbeitsschritt erfolgt ohne weiteren Materialeinsatz nur durch Heißluft und Druck.

Gar nicht schief gewickelt

Dem finalen Aufrollen des Griffs nach seiner Herstellung kommt besondere Bedeutung zu. Bei zu viel oder zu wenig Zug würde sich die Grifflage und damit der Griff verformen. Eine Herausforderung für die höchst genaue Drehmomentregelung des Antriebs und natürlich die Sensorik zur Erfassung des Rollendurchmessers. „Hier ist absolute Genauigkeit gefragt – selbst kleinste Abweichungen führen schnell zu großen Problemen“, sagt Weiss. Das ist eine Aufgabe für die Sensorik von Sick. Ein in einem Gehäuse verbauter Laserdistanzsensor DT35-B15251 detektiert die Lage der Wickelwelle und damit den Durchmesser der fertigen Griffrolle. Die Entfernung vom Montagepunkt des Sensors bis zur Wickelwelle erlaubt eine exakte Berechnung des Rollendurchmessers.

Personen
(v.l.n.r.) Rene Weiss, Leiter Entwicklung Elektrotechnik bei Starlinger, Michael Hecher, Entwicklung Elektrotechnik bei Starlinger, Rene Pfaller, Product Manager Presence Detection & Industrial Instrumentation bei Sick und Christoph Gugg, BU Open Automation Technologies bei B&R

Eventualitäten eingeplant

Bei der Konstruktion der Anlage wurde bei Starlinger an alles gedacht. Auch die Inbetriebnahme, die laufende Wartung, mögliche Adaptionen und die Anbindung an die Maschinen der vor- und nachgelagerten Prozesse waren wichtige Themen. „Es gilt Eventualitäten einzuplanen. Der Blick nach vorne spart später unnötige Kosten. Wir wollten daher an dieser Stelle einen Sensor, der – ganz im Sinne von Industrie 4.0 – mehr als nur messen kann“, sagt Weiss. „Das Konzept von Industrie 4.0 sieht vor, dass neben den Messwerten auch Diagnosedaten vom Sensor, seine Seriennummer und andere Kennwerte an den Master und übergeordnete Datenbanken übermittelt werden. Ebenso wichtig sind eine einfache Parametrierung und die Vernetzung mit anderen Maschinen. Aufgrund von IO-Link / POWERLINK ist das alles kein Problem – eine Kombination, die vieles von dem, was wir uns vor 10 oder 15 Jahren gewünscht haben, heute möglich macht. Der Laserdistanzsensor DT 35 und seine Anbindung über IO-Link waren die perfekte Lösung.“

Scheibe
Die kommunikative Brücke zur  Steuerung und den Ebenen darüber – B&R bietet verschiedene IO-Link-Master-Module zur einfachen Anbindung von Sensoren und Aktoren unterschiedlicher Hersteller.

Alle Informationen auf einem Blick

Da der Distanzsensor auf der Anlage zur Grifffertigung schwer zugänglich ist, war die Fernparametrierung ein besonders wichtiger Aspekt. „Die Kenndaten des Sensors werden einmal in der Steuerung hinterlegt. Damit passen alle Abläufe vom ersten Moment an und der Sensor muss nicht mehr eingestellt werden“, sagt Michael Hecher, Entwicklung Elektrotechnik bei Starlinger. Selbst im Falle eines Tausches des Sensors bleiben alle wichtigen Daten erhalten. Neuerliche Einstellarbeiten fallen somit weg. „Es ist ein großer Vorteil, wenn man nicht irgendwelche Parameterlisten holen muss und noch zusätzliche Software benötigt, um den Sensor zu parametrieren. Auch die Seriennummer des Bauteils wird künftig ausgelesen, damit gleich zu erkennen ist, ob dieses ursprünglich mit der Maschine geliefert wurde. Bei allfälligen Fehlermeldungen kann sofort festgestellt werden, welches Teil betroffen ist. Zudem können optische Sensoren den Verschmutzungsgrad melden. Damit weiß der Bediener, ob und wann der Sensor zu reinigen ist“, so Hecher.

Einfache Verkabelung

Bei der Konstruktion bringt IO-Link gleich mehrere Vorteile mit sich: Geschirmte Kabel sind nicht nötig, die aufwendige analoge Verkabelung verschwindet und das System ist feldbusunabhängig. Der Endkunde hat den Vorteil der Austauschbarkeit des Sensors, ohne sich darüber viele Gedanken machen zu müssen. „Bisher hatte der Kunde ein Ersatzteillager mit gleichartigen Sensoren. Da gab es immer wieder mal Probleme, da gewisse Applikationen oft eine ganz bestimmte Programmierung erfordern“, berichtet Hecher. „War der Sensor nicht richtig abgestimmt, mussten sich Kunden mit komplizierten Einstellmechanismen behelfen oder von uns geschult werden, um das Ersatzteil richtig einzubauen. Das gehört mit IO-Link der Vergangenheit an.“

Der Master macht‘s

Der IO-Link-Sensor ist im Arbeitsprozess der Starlinger-Maschine ebenso ein Highlight wie das Steuerungssystem X20 von B&R. Das I/O-Modul X20DS438A fungiert als IO-Link-Master. Die Prozessdaten werden an die anderen Teilnehmer über die offene Schnittstelle POWERLINK weitergegeben. Das ist Starlinger besonders wichtig, denn proprietäre Bussysteme gibt es im Maschinenpark des Unternehmens nicht mehr. In den Maschinen stecken mittlerweile bis zu 45 POWERLINK-Knoten. „Die Umstellung auf POWERLINK bot neben der Einfachheit und Stabilität für uns zwei wesentliche Vorteile. Einer davon ist die Safety-Integration, der zweite der dezentrale Aufbau des Systems. Die POWERLINK-Knoten von B&R erlauben die Anbindung von Lösungen verschiedener Hersteller, etwa in der Antriebstechnik, zukünftig aber auch zu Kameras und Sensoren. Grenzenlose Vernetzung ist unerlässlich im Hinblick auf Industrie 4.0“, sagt Weiss. Die offene POWERLINK-Schnittstelle bietet zahlreiche Vorteile, daher sind Starlinger, B&R und Sick auch Mitglied in der Ethernet Powerlink Standardization Group (EPSG), um die Technologie gemeinsam voran zu treiben.

Dezentrale Architektur

Von der zentralen Steuerung ausgehend können mit POWERLINK dezentrale Knoten über einen Buscontroller angebunden werden. Am Buscontroller hängt wiederum der IO-Link-Master, von dem sternförmig auf die IO-Link-Ebene zugegriffen wird. „Hierarchisch ist sowohl die Prozess- als auch die Safety-Steuerung auf POWERLINK sowie die Sensorik auf der IO-Link-Ebene inkludiert. Das betrifft den gesamten Produktionsprozess“, erläutert Weiss. „Über die POWERLINK-Feldbus-Ebene wird die gesamte Aktorik, im Sinne von Invertern und Servoantrieben, mit der Information, die über den IO-Link aufgenommen wurde, angesteuert. So haben unsere Kunden die gesamte Fertigung sicher im Griff und sind flexibel genug, um auf künftige Entwicklungen vorbereitet zu sein“, freut sich Weiss.

  • Personen
    Rene Weiss
    Leiter Entwicklung Elektrotechnik, Starlinger
    „Hierarchisch ist sowohl die Prozess- als auch die Safety-Steuerung auf POWERLINK sowie die Sensorik auf der IO-Link-Ebene inkludiert. Über die POWERLINK-Feldbus-Ebene wird die gesamte Aktorik, im Sinne von Invertern und Servoantrieben, mit der Information, die über den IO-Link aufgenommen wurde, angesteuert. So haben unsere Kunden die gesamte Fertigung sicher im Griff und sind flexibel genug, um auf künftige Entwicklungen vorbereitet zu sein.“
Ejemplo
Share
Um Ihnen benutzerdefinierte Einstellungen auf br-automation.com bereitstellen zu können, speichert B&R Informationen über Ihren Besuch in sogenannten Cookies. Durch die Nutzung dieser Webseite erklären Sie sich mit der Verwendung von Cookies einverstanden. Informationen über den Einsatz von Cookies erhalten Sie in unserer Datenschutzerklärung.