Druck- und Prägevorgänge gehören zu den anspruchsvollsten Motion-Control-Applikationen, da hier mehrere Achsen exakt synchronisiert werden müssen, um bei größter Geschwindigkeit und zugleich höchster Wiederholgenauigkeit einen effizienten Betrieb zu ermöglichen. Hinsichtlich der Kommunikationsanforderungen muss diese Funktionalität durch eine hoch deterministische Echtzeitsteuerung von mehreren Achsen gleichzeitig unterstützt werden. Außerdem verlangen Endanwender immer schnellere und fortschrittlichere Maschinen. Somit ist es notwendig, eine Netzwerktechnologie zu implementieren, die dies leistet. TSN ist die Technologie, die diese Anforderungen schon heute erfüllt und darüber hinaus weitere Vorteile für die Zukunft bietet. Dazu gehört die Möglichkeit, durch eine konvergente Netzarchitektur den Maschinenaufbau zu vereinfachen, Kosten zu reduzieren und Time-to-Market zu beschleunigen. Möglich wird dies durch die zentrale Verarbeitung verschiedener Datenarten, die bisher auf getrennte Netzwerke angewiesen waren. Als Technologievorreiter im Bereich Drucktechnik war Keller daran gelegen, zukunftsweisende Automatisierungskomponenten und innovative industrielle Kommunikationslösungen zu verwenden. Bei der Entwicklung einer universellen, modular aufgebauten Maschine für den direkten, mehrfarbigen Druck auf zylindrischen Objekten (z.B. Flaschen) wandte sich das Unternehmen daher an seinen langjährigen Partner und das Aufsichtsratsmitglied der CC-Link Partner Association (CLPA), Mitsubishi Electric. Die mit dieser Kollaboration befasste Arbeitsgruppe ermittelte die am besten geeigneten Optionen für eine Maschine nach den Vorstellungen von Keller und den Bedürfnissen seiner Kunden. Tomasz Andrzejewski, Head of Automation Department bei Keller, berichtet: „Wir arbeiten schon seit 2012 mit Mitsubishi Electric zusammen und haben uns seitdem unmittelbar von den Fähigkeiten der Lösungen von Mitsubishi Electric, einschließlich der neuesten Servo-Generation, überzeugen können. Wir schätzen sie für ihre enorme Zuverlässigkeit und weil sie unsere hohen Ansprüche an die Präzision erfüllen.
Die Weichen richtig stellen
Die Neuentwicklung von Keller, die Siebdruck und Heißprägung auf zylindrischen Objekten kombiniert, basiert auf einem industriellen Automatisierungssystem, das durch die Netzwerktechnologie CC-Link IE TSN eine zukunftsweisende Performance erreicht. Das System umfasst die Servos MELSERVO MR-J5, die von einer SPS der Serie MELSEC iQ-R gesteuert werden. Als einer der entschiedensten Fürsprecher von CC-Link IE TSN nutzte Mitsubishi Electric die branchenführende Kombination von TSN mit der Gigabit-Bandbreite des Netzwerkes, um Keller ein System anzubieten, das eine vollständig deterministische Steuerung von bis zu 128 Achsen ermöglicht. Darüber hinaus bietet die Lösung eine Synchronisierungsgenauigkeit in der Größenordnung von Mikrosekunden. So erreicht die Maschine eine gleichbleibend hohe Druckqualität beim gegenwärtigen Durchsatz von 3.000 Stück pro Stunde, wobei auch hier eine Steigerung auf 3.600 Stück geplant ist. Michal Cydzik, Produktmanager für Steuerungssysteme bei Mitsubishi Electric, ergänzt: „Keller wollte eine wirklich fortschrittliche und ambitionierte Anlage mit 20 Achsen pro Farbkopf und insgesamt 65 MR-J5-Antrieben – neben 18 virtuellen Hilfsachsen. CC-Link IE TSN bietet den notwendigen Determinismus, Kapazität und Bandbreite, um dies zu ermöglichen und gleichzeitig die von Keller geforderte Leistung zu erreichen.“
Das Tor zur zukunftsorientierten Fertigung
Die entstandene Anlage ist eine modulare, vielseitige Lösung, die sich für den Endanwender durch höhere Produktivität, Kosteneffizienz, Flexibilität und beste Druckqualität auszeichnet. Außerdem ist das System skalierbar, da es bis zu acht verschiedene Farben (und die dazugehörigen Achsen) steuern kann und frei konfigurierbar ist. Es kann um zusätzliche Druckmodule zu einem hochintegrierten System erweitert werden. Ermöglicht wurde diese wegweisende Anlage durch eine entsprechend zukunftsweisende offene Industrial-Ethernet-Technologie. John Browett, General Manager der CLPA Europe: „Wir freuen uns sehr, dass Keller mithilfe der Fähigkeiten von CC-Link IE TSN ein revolutionäres System entwickelt hat, mit dem das Unternehmen seine Position als Branchenführer sichern wird. Wir kennen die Leistungsfähigkeit unserer Technologie und freuen uns, wenn ein Anwender das Potenzial voll ausschöpft, um seinen Kunden eine hochproduktive Lösung anbieten zu können. Keller hat auch die Vorteile der konvergenten Netzwerkarchitektur erkannt, die TSN für künftige Entwicklungen bietet, und plant, zusätzliche Anlagenfunktionen wie Bildverarbeitungssysteme in derselben Netzwerkarchitektur zu implementieren. Hier wird noch einmal deutlich, wie diese Netzwerkfunktionalität die Anlagenkonstruktion vereinfachen, Kosten senken und Time-to-Market verkürzen kann. Keller ist ein exzellentes Beispiel dafür, wie CC-Link IE TSN die Performance und die Möglichkeiten in Schlüsselindustrien auf ein höheres Niveau heben kann. Die Marktakzeptanz nimmt weiter zu, und es gibt bereits eine Vielzahl von Industriesektoren und Applikationen, in denen CC-Link IE TSN eingesetzt wird. Das zeugt von der Leistungsfähigkeit unserer neuesten Technologie und ihrer zunehmenden globalen Relevanz.“