Tubenherstellung:
Schneller Formatwechsel mit IO-Link

Tubenherstellung: Schneller Formatwechsel mit IO-Link
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Der „BLM Laminat Body Maker” profitiert vom Einsatz moderner IO-Link-Sensoren.
17.08.2016 | In Bäretswil im Schweizer Kanton Zürich entwickelt und produziert die Combitool AG - ein Mitglied von PackSys Global - innovative Lösungen zur Herstellung von Plastik- und Laminattuben. Für die neue Maschinengeneration des BLM Laminat Body Makers steckten sich die Entwicklungsingenieure von Combitool ehrgeizige Ziele.

So sollte die Anlage nicht nur besonders resourcenschonend ausgelegt, sondern auch die Maschinenverfügbarkeit und Produktivität der Anlagen durch eine deutliche Verkürzung der Einricht- und Inbetriebnahmezeit signifikant erhöht werden. Der Einsatz intelligenter Sensoren mit IO-Link-Schnittstelle leistete hierzu einen erheblichen Beitrag.
 
Bei der Analyse der Optimierungspotentiale stach besonders der komplizierte, zeitintensive Einstell- und Justage-Prozess des optoelektronischen Kontrastsensors zur Druckmarkenerkennung heraus. Die Druckmarke, z.B. in Form eines unauffälligen Striches an der Tubenrückseite, dient während des Produktionsprozesses zur exakten, lagerichtigen Positionierung der Tube unabhängig von ihrer Form. Auch beim späteren Füllen, Verschließen, Versiegeln und Verpacken wird die Druckmarke als Referenz für die Tubenlage genutzt, so dass die Tuben befüllt mit hochwertigen Gesichtscremen letztendlich im Regal des Drogeriemarkts exakt ausgerichtet in gleicher Position stehen und ein einheitliches, harmonisches Bild abgeben.

Druckmarkensensor mit Verbesserungspotential

Druckmarkensensor mit Verbesserungspotential
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Das magnetostrike Wegmesssystem Micropulse Wegmesssystem BTL6 Profil sorgt für den optimalen Füllstand des Folienspeichers bei der Zuführung der Folie.
Die bisherige Einstellung des bestehenden Druckmarkensensors über Tasten direkt am Sensor und im Tech-In-Mode an der laufenden Anlage erwies sich als zeitintensiv und nur selten reproduzierbar, so dass die Einstellungen immer aufs Neue vorgenommen werden mussten, auch wenn dieselbe Konfiguration vorher schon etliche Male verwendet wurde.
 
Abhilfe sollte hier der Einsatz eines Sensors mit IO-Link-Schnittstelle bringen. IO-Link Prozessgeräte können quasi per Plug-and-Play über einen IO-Link-Master in ganzheitliche Anlagenkonzepte integriert werden. Zusatzinformationen wie die Geräteidentität und Diagnosedaten, aber auch Parameterdaten  lassen sich einfach übertragen. Letztere sind z.B. erforderlich, wenn es darum geht, im laufenden Betrieb einen Format- oder Rezepturwechsel bei flexiblen Losgrößen zu vollziehen. Der besondere Vorteil: Für alle Kommunikationsaufgaben genügt für die digitale Punkt-zu-Punkt-Verbindung eine gewöhnliche, ungeschirmte, dreiadrige Standardleitung mit M12-Steckverbinder.
 
Einen passenden IO-Link- Sensor zu finden, war für Combitool nicht schwer. Als besondere Hürde stellte sich aber der fehlende IO-Link-Master zum bestehenden Steuerungskonzept heraus. Der Steuerungshersteller hatte zwar die Entwicklung eines passenden IO–Link-Master-Moduls angekündigt, war aber noch nicht lieferfähig.
 
Die Lösung brachte der IO-Link Master BNI0073 mit USB Schnittstelle von Balluff, den ADM Rolf Werner (nicht: Wagner)  von der Schweizer Balluff-Niederlassung ins Spiel brachte. Mit diesem ließ sich schon vor dem Einbau in die Anlage ohne großen Aufwand, ein Testaufbau realisieren, der überzeugte.

Formatwechsel jetzt schnell und einfach

Formatwechsel jetzt schnell und einfach
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Das absolute Balluff Micropulse Wegmesssystem BTL6 Profil in der flachen Bauform PF mit IO-Link-Schnittstelle arbeitet magnetostriktiv und damit berührungslos.
Schnell stellte sich heraus, dass über IO Link die erhofften Verbesserungen nicht nur erreicht, sondern sogar übertroffen werden. Einstellparameter, die früher nach einem Variantenwechsel der Maschine für immer verloren waren und bei einem neuerlichen Bedarf zeitaufwändig durch "Teachen", Anfahren, Korrigieren usw. wieder ermittelt werden mussten, waren jetzt, da in der Steuerung hinterlegt, sofort wieder verfügbar. Produktwechsel konnten so um 20 bis 30 Minuten beschleunigt werden. Außerdem sank ohne manuelle Eingriffe am Sensor das Fehlerrisiko ganz erheblich. Ein weiterer Vorteil: Muss der Sensor doch einmal getauscht werden, erkennt die Anlage diesen und lädt selbstständig die hinterlegten Parameter.
 
Und auch an anderer Stelle in der Anlage am „Laminat Body Maker“ kann IO-Link punkten, wenn es darum geht, einen analogen Sensor komplett zu ersetzen. Hier gilt es, den Füllstand des Folienspeichers bei der Zuführung der Folie auf einem zuvor gewählten, immer gleichen Stand zu halten. Wie bei einer " Tänzer-Regelung " wird der Durchhang an einem geführten, vertikal bewegten "Tänzer" kontinuierlich kontrolliert und entsprechend der " Tänzerlage" geregelt. Für die kontinuierliche Lagemessung des "Tänzers" wurde ein wartungsfreier, absoluter, robuster IO-Link-Sensor gesucht. Er sollte als Ersatz für den existierenden, sensiblen optoelektronischen Distanzsensor mit analogem Signalausgang dienen.
 
Die Wahl fiel auf das absolute Balluff Micropulse Wegmesssystem BTL6 Profil in der flachen Bauform PF mit IO-Link-Schnittstelle. Es arbeitet magnetostriktiv und damit berührungslos und verschleißfrei und bietet einen hohen Mehrwert zum vorher verwendeten analogen Sensor. Nachjustieren oder zyklisches Reinigen werden damit jetzt überflüssig. Zusatznutzen: Mit dieser Lösung kann nicht nur das Rollenende des Bandmaterials frühzeitig erkannt, sondern auch der Rollenwechsel vorbereitet und schnell durchgeführt werden, während parallel der Produktionsprozess ungestört weiter läuft. Mit einer Datenübertragungsrate von 230kB, erreicht es einen Prozessdatenzyklus von 1ms und bietet eine Auflösung von 5µm. So lassen sich auch schnelle Bewegungen sicher erfassen.

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Rubriken: IO-Link, Wegmesssysteme

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