Edler Druck mit Powerantrieb

Edler Druck mit Powerantrieb
Grossansicht Bild
01.05.2015 | Edle Etiketten und Verpackungen sind immer gefragter – ob für Weinflaschen, Pralinées oder Parfümflacons: Heissfolienprägungen oder Sicherheits-Hologramme lassen Konsumgüter hochwertiger erscheinen und ermöglichen auch einen Markenschutz.

Werden die Folien bei rund 120 m/min im Rotationsverfahren aufgebracht, spart dies dazu enorm Zeit und Geld. Um bei diesen hohen Geschwindigkeiten dennoch Präzision zu erreichen, hat der ostschweizerische Maschinenbauer Pantec GS Systems einen neuen Antrieb für seine komplexe «CHEETAH» Rotationsheissfoliendruckmaschine gesucht und gefunden: den neuen, bürstenlosen AC-Servomotor «Unimotor hd» (= high dynamic) von Emerson.

Im Verpackungsdruck von hochwertigen Produkten sind immer mehr Maschinen im Einsatz, die einerseits eine hohe Produktionsrate ermöglichen und gleichzeitig Sicherheitsmerkmale implementieren können. Die Veredelung mit Heissfolienprägungen oder das Aufbringen von Hologrammen wurde bisher jedoch im zeit- und kostenintensiven Bogendruck realisiert. Die zu langsame Produktion und zu viel Abfall der sehr teuren Folien macht diese Methode für Konsumgüter mit hohen Auflagen ineffizient. Die neuen CHEETAH Rotationsheissfolien- und Hologramm-Druckmaschinen bieten hohe Bahngeschwindigkeiten mit bis zu 20 Takten pro Sekunde bzw. 72.000 Hologramme pro Folienbahn und Stunde. So können Endkunden einen hohen Durchsatz erzielen und die Folien werden bis auf die letzten Quadratmillimeter optimal ausgenutzt. Damit können nach Berechnungen der Pantec GS Systems Einsparungen von über 500´000.- CHF pro Jahr und mehr erzielt werden.


Extreme Anforderungen an Maschine und Antrieb
Ob Folien für einzelne Logos, Mehrfachprägungen oder farblich kombinierte Prägedrucke mit Hologramm-Applikationen; auch die Anforderungen an den Antrieb der Maschinen sind sehr hoch, denn die zu kombinierenden Folienbahnen müssen bei hoher Geschwindigkeit von bis zu 120 m/min exakt positioniert werden, damit die gleichbleibend hohe Qualität erzielt wird. Der Platz für die neuen Antriebe war dazu sehr eingeschränkt, da die Maschinen oftmals auf einem minimalen Standplatz in Druckereien oder Druckstrassen eingesetzt werden. Dazu kommt, dass grössere Motoren auch grössere Massenträgheitsmomente mit sich bringen würden, was zu Lasten der Dynamik geht. Und die ist zentral: die Genauigkeit der einzelnen Prägepositionen beträgt +/- 1/10 mm und „dies ist nur in Verbindung mit hoch dynamischen Antrieben realisierbar, welche eine exakte Bahnsynchronisierung aller bis zu 14 modular verbundenen Papier- und Folienvorschüben ermöglichen“ erzählt Manfred Kindle, Projektleiter Pantec GS Systems. Kindle weiter: „Unser Anspruch an den neuen Antrieb war es, dass er möglichst kompakt und dynamisch ist. Für die Bauform der CHEETAH müssen die einzelnen Folienvorschübe sehr dynamisch reagieren, um die Genauigkeiten einzuhalten – das ist für die exakt zu positionierenden Hologramme äusserst wichtig. Beim Taktantrieb muss man dazu eine hohe Bahn-Geschwindigkeit erreichen, damit der Kunde einen hohen Durchsatz hat. Je grösser der Motor, desto grösser natürlich das Massenträgheitsmoment und dies würde die Dynamik wiederum reduzieren.“ Das Optimum zwischen Massenträgheitsmoment und Drehmoment ist also ein weiterer Knackpunkt, den es zu lösen galt.


Langjährige Zusammenarbeit – Zielsetzung kurz und bündig
Für Pantec GS Systems ist Emerson bereits lange bekannt und geschätzt. Manfred Kindle betont: „Wir haben mit der Emerson Tochter Control Techniques schon eine sehr lange Beziehung von über 20 Jahren und es ist eine intensive Zusammenarbeit. Andererseits haben wir keinen Motor am Markt gefunden, der so kompakt ist und dennoch so ein so hohes Drehmoment bietet.“ Die wichtigsten Punkte des Pflichtenheftes für den gewünschten Antrieb waren zusammengefasst äusserst kurz aber schwierig zu realisieren: kompakt, dynamisch und dazu sehr leistungsstark. Pantec GS Systems hatte sich intensiv auf die Suche gemacht und wurde schliesslich nur bei Control Techniques fündig: „Bei den zehn Folienbahnen treiben nun zehn Unimotor hd Motoren die Wellen als Taktantriebe an, da diese neuen Antriebe von Control Techniques genau die hohen Anforderungen von uns erfüllen“, so Kindle. Durch das niedrige Trägheitsmoment sind die Motoren bei diesen Applikationen mit schnellen Richtungsänderungen und kurzen Beschleunigungs- und Bremsphasen prädestiniert. Im Rotationsbereich kann man nun 70-80 % der eingesetzten Heissfolien einsparen, was auch deutlich die Amortisationszeit reduziert.


Individuelle Anpassungen für höchste Energieeffizienz
Die Anschlüsse zu den Antrieben wurden von Control Techniques individuell so angepasst, dass sie mit den Standard-Steuerungskomponenten und zu den Safety-Modulen mit speziellen Gebern kompatibel ist. Kindle ist auch von der Flexibilität für das Engineering überzeugt: „Der geringere Aufwand dank Control Techniques‘ Unterstützung bedeutet für uns eine einwandfreie Funktion und das ist einfach gut.“ Andreas Graf, Sales Manager Industries Drives & Motors Technology Control Techniques, ergänzt: „Wir realisieren immer mehr kundenspezifische Wicklungen – vor allem bei grösseren Leistungen – um energieeffizienter zu werden und den Motor auf den richtigen Betriebspunkt fahren zu können. Dies ermöglicht eine deutliche Stromreduktion. Am Hauptantrieb der CHEETAH haben wir 1400 APM-Wicklungen integriert, die es ab Katalog nicht gibt. Dies ermöglicht eine höhere Effizienz und die Grösse des Antriebsregler konnte reduziert werden, was ebenfalls Kosten für den Kunden einspart.“


Antriebseffizienz auch für RHINO Flachbett-Heissfolienprägemaschine
Bei der RHINO Flachbett-Heissfoliendruckmaschine können in einem Arbeitsgang fünf Arbeitsschritte (vier Farben, Prägen/Heissfolienapplikation) auf einer flachen Prägeform für bis zu 430 mm breite Bahnen realisiert werden. Die Papierbahn wird dazu für den Druckvorgang kurz angehalten, was im Vergleich zur CHEETAH die Gesamtgeschwindigkeit etwas reduziert, aber dennoch können beachtliche 100 Meter pro Minute erzielt werden. Zwischen den Rotationsein- und Ausgängen nimmt ein so genannter „Tänzer“ die Differenzlängen der Folienbahnen auf, um durch die integrierte Auf- und Abwicklung für den Prägeprozess anhalten zu können. Auch für dieses dynamische System wird der Unimotor erfolgreich eingesetzt. Mit dieser Maschine werden oftmals Etiketten mit sehr feinen Strukturen und Mustern (beispielsweise für Weinetiketten) produziert, die man im rotativen Verfahren nicht realisieren kann. Manfred Kindle betont: „Hier sind sämtliche Motoren und die Antriebstechnik von Control Techniques. Die Anforderungen waren jedoch von der Bauform her nicht so kritisch wie bei der CHEETAH, daher haben wir hier noch die Unimotor fm Technologie im Einsatz.“


Fazit: hohe Dynamik und optimaler, weltweiter Support
Peter Frei, CEO der Pantec GS Systems resümiert zur Zusammenarbeit mit Control Techniques zufrieden: „Wir haben bereits Tausende Motoren und Antriebssteuerungen von Emerson/Control Techniques implementiert. Die Zuverlässigkeit der Motoren und der Dynamik entsprechen unseren Anforderungen und sprechen für sich. Daher haben wir auch entschieden, nicht weiter zu suchen, da wir keine höhere Dynamik am Markt gefunden haben, als wie mit diesen neuen Antrieben. Ein für unser wichtiger Punkt ist auch die Zuverlässigkeit und der weltweite Support, da wir in Länder wie China liefern. Gerade hier ist es sehr wichtig, schnelle Reaktionszeiten beispielsweise für Ersatzteile zu haben.“


Grossansicht Bild
„Key Benefits/Short Facts“:
- Hoch performante, energieeffiziente bürstenlose AC-Servomotorenreihe
- Kompakte, leistungsstarke Lösung mit geringer Eigenträgheit
- Baugrössen 055 bis 190 mit 0,72 Nm bis 85,0 Nm (255,0 Nm Spitze) Drehmoment
- Ideal für Anwendungen, bei denen höchste Dynamik erforderlich ist
- Spitzenüberlastwerte bis zu 300 %
- Segmentierte Wicklung
- Haltebremsen mit hohem Energieverzehr
- IP65-Konformität: gegen Spritzwasser und Staub geschützt
- Weltweite Ersatzteil-Verfügbarkeit & Support


 
Anwender:
Pantec GS Systems AG
Heldswilerstrasse 13, 9214 Kradolf-Schönenberg (TG)
Tel. 071 644 98 98, Fax
www.pantec.com


Lieferant/Vertriebspartner:
Emerson Industrial Automation
Lindächerstrasse 1, 5413 Birmenstorf
Tel. +41 (0)56 201 42 42, Fax +41 (0)56 201 42 43
www.controltechniques.ch
info.ch@emersonindustrial.com


Bewertung Ø:
   
Meine Bewertung:

Fragen und Kommentare (0)