Per Motion Control schnell zur Applikation

Automatisierte Tuningwerkzeuge helfen, Schwächen der Mechanik in wenigen Minuten zu überwinden. Elmo Motion

Das Ziel des Maschinenbauers war ambitioniert: Bis zu 60000 Etiketten sollte die Lösung auf Flaschen applizieren – pro Stunde und präzise versteht sich. Das verlangte neben einer ausgeklügelten Konstruktion auch High Speed-Antriebstechnik. Schließlich sind in dem schnell rotierenden Rundläufer 60 Antriebe integriert, die präzise anzusteuern sind. Voraussetzungen für einen reibungslosen Betrieb des Rundläufers sind daher eine effiziente Energieübertragung und eine Ethercat-Netzwerkkommunikation über Schleifringe. Für den geforderten Speed bei der Etikettierung und Versiegelung sorgt ein Rundläufer mit 60 Drehtellern. Die Zuführung und Vereinzelung der Flaschen erfolgt in der Anlage automatisch. An jedem einzelnen Drehteller des Rundläufers ist ein Servoantrieb mit integriertem Regler angebracht.
Eine Maschine zur Etikettierung und Versiegelung von Flaschen kann nur dann schnell und reibungslos laufen, wenn die komplexen und dynamischen Bewegungen genau berechnet und gesteuert werden können. Diese Aufgabe übernehmen in den Maschinen die Regler von Elmo Motion.

60 Achsen sind zu koordinieren

Sämtliche Bewegungsabläufe der Maschine wurden mit der Software des EAS II (Elmo Application Studio) projektiert und koordiniert. Dessen Werkzeuge lassen sich in zwei Gruppen gliedern: Die Konfigurations-Werkzeuge stellen dem Nutzer viele Funktionalitäten zur Verfügung, darunter die Konfiguration der Servoregler, die ECAM-Konfiguration, das Fehlermapping sowie die Netzwerkkonfiguration. Zur zweiten Gruppe zählen Programmier-Werkzeuge wie die Elmo Advanced Motions Blocks (EMBL). Diese Bibliotheken und Bedienoberflächen verringern die mühselige Programmierarbeit des Entwicklers.
In die Motoren ist ein kompakter Servoregler (Typ: Gold Whistle) integriert, was die Konstruktion des Rundläufers bedeutend vereinfacht. Lediglich der DC-Bus und das Ethercat-Kabel sind zu verdrahten. Gleichzeitig reduziert der geringere Verdrahtungsaufwand etwaige elektromagnetische Störungen. Die intelligenten Servoregler sind für hohe Bandbreiten und kurze Reaktionszeiten ausgelegt und kommen auch mit nicht-linearen Systemmechaniken zurecht.

Der Dirigent des Antriebs-Orchesters

Das Ensemble aus 60 Servoantrieben wird von einem zentralen Motion Controller (Maestro) dirigiert. Dieser steuert und überwacht die gesamte Etikettierung und Versiegelung der Flaschen. Dazu sind in der Maschine vier High-Speed-Kameras installiert. Sobald eine Flasche eine der Kameras passiert, wird ein Bild aufgenommen und zum Hostcomputer bertragen. Dieser verarbeitet die Bilddaten und ermittelt, wo das Etikett aufzubringen ist.
Die anschließende für die Etikettierung notwendige Flaschendrehung regelt wiederum der Multiachs-Controller von Elmo. Dieser legt fest, wo das Etikett platziert werden soll und gleicht diese Information mit den Daten des ECAM-Werkzeugs ab. Erst danach erfolgt die eigentliche Etikettierung. Aufgrund der vorgegebenen kompakten Bauweise des Rundläufers kommt den Antrieben eine entscheidende Bedeutung zu. Der kompakte Motor mit Regler und hoch auflösendem Drehgeber wurde eigens für Applikationen mit solch beengten Platzverhältnissen entwickelt. Aufgrund des geringen Verkabelungsbedarfs (DC-Kreis plus Kommunikation) kommt es bei dieser Lösung nur zu geringen elektromagnetischen Störungen. Zusammen mit der seriellen Verdrahtung des Ethercat-Netzwerks (Daisy Chain) eignet sich die Lösung deshalb für mehrachsige Bewegungsszenarien mit einer hohen Anzahl von Achsen.
Alle Servo-Slaves entsprechen den im DS402-Profil (CAN /Ethercat) definierten Vorgaben. Zusammen mit dem Elmo Application Studio (EAS) sorgt der Controller für einen hohen Interpolationslevel und somit für fließende, präzise Bewegungen mit einer minimalen Anzahl von Stützpunkten.

60 Servoantriebe mit integriertem Regler und Drehgeber sind auf dem Rundläufer montert. Elmo Motion

(sk)