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Mit dem neuen G20-Ethernet-Motorsteuermodul erweitert Pepperl+Fuchs sein Portfolio um eine leistungsstarke und flexibel skalierbare Lösung zur Steuerung von Motorrollen in der Fördertechnik.

G20-Ethernet-Controller montiert in einer Tragschiene.

Das Ethernet-G20-System besteht aus dem Ethernet-G20-Controller mit bis zu vier Linien à 15 G20-Motorsteuermodulen, wobei jedes Motorsteuermodul bis zu zwei Motorrollenanschlüsse bietet. So lassen sich mit dem innovativen System bis zu 120 Motorrollen (MDRs) flexibel über eine einzige IP-Adresse ansteuern.

Erweiterte Diagnosedaten wie Stromaufnahme, Spannungspegel oder Laufzeit pro MDR bieten detaillierte Einblicke in den Zustand der Anlage und ermöglichen so vorbeugende oder sogar vorausschauende Instandhaltungsmassnahmen.

Skalierbares System für sämtliche Fördertechnikanwendungen

Für jedes Modul kann individuell entschieden werden, ob es im ZPA-Modus oder über die Steuerung (SPS) betrieben wird. Damit lassen sich innerhalb einer Förderstrecke unterschiedliche Anforderungen abbilden. Der gemischte Einsatz beider Modi bewirkt eine optimale Auslastung der Steuerung: Während sich einfache Förderaufgaben dezentral und besonders schnell im Modul selbst steuern lassen, bleibt die Steuerung für komplexe Aufgaben reserviert. Diagnosedaten wie Temperatur und Stromaufnahme pro Modul lassen sich sowohl in der Steuerung als auch über die REST-API-Schnittstelle abrufen.

Topologie einer SPS, eines G20-Ethernet-Controllers und der Module entlang der vier Linien.

ZPA-Modus

Ideal für gerade Förderstrecken ohne Richtungswechsel. Die Logik ist direkt im Modul integriert, wodurch Zykluszeiten verkürzt und Rechenleistung auf der Steuerungsebene eingespart werden. Gleichzeitig reduziert sich auch der Programmieraufwand.

Förderstrecke mit ZPA-Modulen der G20-Serie.

SPS-gesteuerter Betrieb

Optimal an Übergängen, Kreuzungen oder Verzweigungen, bei denen Waren gezielt nach links oder rechts verteilt werden. Komplexere Prozessschritte wie Barcode-Scanning oder Gewichtserfassung werden hier zentral verarbeitet.

Übersicht einer verzweigten Förderanlage, in der das G20-Ethernet-System zum Einsatz kommt.

Technologieoffene und zukunftssichere Lösung

Das G20-Ethernet-Motorsteuermodul unterstützt als Multiprotokoll-Gerät die gängigen Feldbusprotokolle PROFINET und EtherNet/IP. Zusätzlich ermöglichen REST API und OPC UA eine nahtlose IIoT-Kommunikation. Da sowohl Motorrollen mit 24 V als auch solche mit 48 V unterstützt werden, ist ein Umstieg durch eine einfache Anpassung der Versorgungsspannung jederzeit möglich.

Neben der Ethernet-Variante umfasst das G20-Portfolio weitere Technologien wie ASi, IO-Link oder reine ZPA-Module. Dadurch kann für jede Anwendung die passende Lösung gewählt werden – unabhängig von bestehenden Infrastrukturen oder individuellen Kundenanforderungen.

Einfache Integration und robuste Bauweise

Die kompakten Motorsteuermodule der G20-Serie lassen sich ohne zusätzliches Werkzeug in die Tragschiene der Förderstrecke integrieren: Alle Kabel sind bereits Teil des Moduls, was den Installationsaufwand und potenzielle Fehlerquellen reduziert.

Gut sichtbare LEDs zeigen den allgemeinen Modulstatus sowie den Zustand aller Sensoren und Motoren an und bieten so einen schnellen Überblick über die Anwendung.

Mit Schutzart IP67 und einem Temperaturbereich von -25 °C bis +70 °C ist das Modul auch für anspruchsvolle Industrieumgebungen ausgelegt. Vier frei konfigurierbare digitale Ein- und Ausgänge bieten zusätzliche Flexibilität.

In eine Tragschiene montierter Ethernet-G20-Controller mit vier Linien.

Highlights des G20-Ethernet-Systems

– Skalierbares System zur Ansteuerung von bis zu 120 Motorrollen über eine IP-Adresse

– Mischbetrieb des Systems im ZPA- und SPS-gesteuertem Modus für unterschiedlich komplexe Fördertechnikanwendungen

– Optimale Auslastung der Steuerung

– Multiprotokollfähige Module (PROFINET und EtherNet/IP) mit REST-API- und OPC-UA-Schnittstelle zur Anbindung in moderne IIoT-Umgebungen

– Einfache Installation dank werkzeuglosem Montagekonzept

Die Auswirkungen der globalen Erwärmung und des Klimawandels sind die massgebenden Faktoren dafür, dass das Thema Nachhaltigkeit immer stärker in den Mittelpunkt rückt. Wenn wir Gesundheit und Wohlbefinden nicht nur jetzt, sondern auch in Zukunft erhalten wollen, müssen wir noch grössere Anstrengungen unternehmen, um die natürlichen Ressourcen und Ökosysteme der Welt stärker zu schützen und erhalten. Dies gilt für alle Bereiche unseres Lebens und schliesst auch eine verringerte Abhängigkeit von Produkten ein, die aus fossilen Brennstoffen hergestellt werden. Wenn die Welt die gesetzten Ziele zur Reduzierung der Kohlendioxid-Emissionen und zur Steigerung von Recycling, Wiederverwendbarkeit und Nachhaltigkeit erreichen will, müssen wir weiterhin alternative, umweltfreundlichere Materialien entwickeln und verwenden.

Kunststoffe sind zu einem unverzichtbaren Bestandteil vieler Branchen und der von ihnen hergestellten Produkte geworden. Dies gilt insbesondere für den Verpackungssektor, in dem ein grosser Prozentsatz der jährlich erzeugten Kunststoffe verwendet wird. Kunststoffe werden nicht nur grösstenteils aus Kohlenwasserstoffen hergestellt, die in fossilen Brennstoffen enthalten sind, sondern sie bauen sich auch nur langsam auf der Mülldeponie ab und werden noch viele Jahre lang die Umwelt belasten. Die negativen Aspekte von Plastik sind auch in unseren Ozeanen deutlich zu sehen, wo Plastikmüll eine erhebliche Gefahr für die Tierwelt und die Ökosysteme in Gewässern darstellt.

Ähnliche Trends wie bei den flexiblen Verpackungen sind auch bei den Biopolymeren oder den recycelbaren Materialien zu beobachten.

Der Übergang von traditionellen Verpackungsmaterialien auf Kunststoffbasis zu nachhaltigeren Alternativen hat zu einer Abkehr von starren Verpackungen und zu einer Hinwendung zu flexiblen Verpackungsoptionen geführt. Diese Massnahmen sollen sowohl die Möglichkeiten des Recyclings erhöhen als auch den Kohlendioxid-Fussabdruck der verwendeten Verpackungen verringern. Falls noch starre Verpackungen benötigt werden, geht der Trend hin zu einer verringerten Verwendung von Polymermaterialien und zu einem verstärkten Einsatz von Verpackungsmaterialien auf Papierbasis.

Nachhaltige Materialien lassen sich im Allgemeinen in zwei Kategorien einteilen: solche, die aus recycelten Materialien hergestellt werden, entweder nach der Verwendung durch den Verbraucher, die als Teil des ursprünglichen Materialherstellungsprozesses recycelt werden, oder nach chemischen Recyclingverfahren, die oft nur für eine bestimmte und begrenzte Anzahl von Materialarten geeignet sind. Biobasierte Polymere hingegen werden als Materialien definiert, bei denen mindestens ein Teil des Polymers aus Material besteht, das aus erneuerbaren Rohstoffen hergestellt wurde. Beispiele hierfür sind Mais oder Zuckerrohr. Der verbleibende Teil der Polymere kann aus Kohlenstoff aus fossilen Brennstoffen bestehen. Biozirkulare Polymere sind biobasierte Stoffe, die mechanisch recycelt werden können.

Herausforderungen für die Verbindungstechnik – Thermische und Ultraschall-Verfahren im Vergleich

Die Wärmeverteilung in den zu fügenden Bereichen ist je nach verwendetem Verfahren unterschiedlich. Bei der thermischen Versiegelung wird die Wärme von aussen zugeführt, was bedeutet, dass das gesamte Polymermaterial erwärmt werden muss. Dies ist eine sehr verbreitete und im Allgemeinen kosteneffiziente Versiegelungslösung. Sie erfordert jedoch einen hohen Energieaufwand und die Geschwindigkeit des Prozesses hängt stark von dem zu verbindenden Material, seiner Dicke und seiner Wärmeleitfähigkeit ab. Im Vergleich dazu wird bei der Ultraschallversiegelung die Wärme von innen zugeführt, so dass sich das Kunststoffteil im Allgemeinen nicht oder nur geringfügig an der Aussenfläche erwärmt. Im Gegensatz zur thermischen Versiegelung ist das Ultraschallverfahren eine sehr schnelle und problemlose Lösung, die nur wenig Energie verbraucht. Obwohl die Anfangsinvestition für Ultraschall höher sein kann, sind die Gesamtbetriebskosten für das Ultraschallverfahren günstiger, wenn andere Faktoren wie der geringere Energieverbrauch und die höhere Leistung und Produktivität berücksichtigt werden.

Herausforderungen hinsichtlich des Materials

Eines der Probleme im Zusammenhang mit recyceltem Material ist, dass sein Inhalt sehr oft etwas andere Schmelzeigenschaften aufweist als die des Neumaterials. Aus diesem Grund kommt es in manchen Fällen nur zu einem teilweisen Schmelzen des Polymers, was zu einer geringeren Festigkeit innerhalb der Verbindung führt. Zur Lösung dieses Problems und zur Gewährleistung einer festen Verbindung muss mehr Energie aufgewendet werden, um das Polymer zu schmelzen. Die thermische Versiegelungstechnologie bietet in diesem Fall nur ein begrenztes Potenzial. Wenn das Energieniveau zu stark erhöht wird, besteht die Gefahr, dass die Aussenfläche des Teils beschädigt wird.

Auch sind Biomaterialien problematisch, wenn es um das Fügen geht, denn biobasierte Polymere erfordern einen höheren Energieaufwand, um das Polymer zu schmelzen, und bei der Verwendung von Ultraschall ist das Design der Sonotrode und des Ambosses wichtig. Ausserdem absorbieren teilkristalline Polymere je mehr Energie, desto weicher sie sind. Monofolien erfordern höhere Schmelztemperaturen an der Verbindungsstelle, und die Anforderungen an die Fokussierung der Energie steigen ebenfalls. Für diese Materialien gilt: Je höher die Schmelztemperatur, desto besser ist Ultraschall im Vergleich zur thermischen Versiegelungstechnik. Bei Anwendungen, in denen laminiertes Papier verwendet wird, funktioniert die Ultraschallversiegelung gut, wenn der thermoplastische Anteil ausreichend ist.

Ultraschallschweisstechnik – longitudinal oder torsional?

Ein weiterer Vorteil des Ultraschallschweissverfahrens ist die Möglichkeit, entweder das longitudinale oder das torsionale Verfahren zu wählen. Die Entscheidung, welche dieser beiden Optionen verwendet wird, hängt von dem Produkt selbst, der Fugen-/Dichtungskonfiguration und dem Material ab.

Die nachstehende Tabelle gibt Ihnen einen Überblick über die Merkmale und Vorteile der einzelnen Verfahren:

Einsatz des torsionalen Verfahrens

Im Folgenden finden Sie Beispiele für die Anwendung der verschiedenen Ultraschall-Fügeverfahren und die Vorteile des longitudinalen und des torsionalen Verfahrens:

Das torsionale Schweissverfahren, das es nur bei Telsonic gibt, ist die ideale Lösung, wenn ein oder mehrere anspruchsvolle Materialien miteinander verbunden werden sollen, wenn es empfindliche Teile gibt, die vor mechanischen Belastungen geschützt werden müssen, und wenn sehr kurze Taktzeiten erforderlich sind.

Weitere Vorteile des torsionalen Verfahrens sind ein breiteres Prozessfenster, höhere Amplituden und hohe Schweissnahtfestigkeiten. Die grösste Einschränkung des torsionalen Verfahrens ist jedoch, dass es nicht für alle Schweissnahtformen geeignet ist.

Fazit

Bei der Wahl des richtigen Schweissverfahrens für Ihre Materialien gibt es viel zu bedenken. Die Möglichkeit, auf die umfangreiche Anwendungserfahrung von Telsonic zurückgreifen zu können, stellt sicher, dass die Technologie so konfiguriert wird, dass sie die optimale Lösung für Ihre spezifischen Anforderungen bietet.

von Christoph Konrad, Chief Sales Officer bei der TELSONIC AG, und Tom Pettit von Genesis Sales & Marketing Limited

Christoph Konrad, Chief Sales Officer, TELSONIC AG, Schweiz

Videojet stellt das revolutionäre UV-Laserbeschriftungssystem 7920 vor: Fortschrittliche und einfach zu bedienende Laserlösung für überlegene Codequalität

Videojet Technologies, ein weltweit führender Anbieter von Kennzeichnungs-, Markierungs- und Drucklösungen, bringt mit dem neuen Videojet 7920 UV-Laser Innovationen in die Laserbeschriftungstechnologie. Das System steht für Benutzerfreundlichkeit, Flexibilität und Zuverlässigkeit. Dieser UV-Laser bietet Integrationsfunktionen, eine qualitativ hochwertige Codeproduktion und wird durch eine fünfjährige Garantie auf die Strahlquelle begleitet, die das Vertrauen der Konsumgüter-, Teilekennzeichnungs- und Pharmaindustrie in die Lösung deutlich bestärkt.

Benutzerfreundlichkeit: Das UV-Laserbeschriftungssystem 7920 ist mit der Videojet SmartFocus-Technologie™ ausgestattet, um den Bedarf an manuellen Anpassungen zu reduzieren und gleichzeitig die Integrität der Verpackungsmaterialien zu erhalten. Der 7920 bietet eine mehrstufige Oberflächenmarkierung, eine automatisch einstellbare Brennweite sowie eine gleichmässige Flat-Field-Korrektur und einen Pilotstrahl-Fokussucher. Dadurch wird eine gleichbleibende Code-Klarheit gewährleistet und der Prozess des Produktwechsels an der Linie vereinfacht. Diese Funktionen arbeiten zusammen, um den Bedarf an Modifikationen des Verpackungssystems zu minimieren, was zu einer kostengünstigeren Lösung im Vergleich zu vielen UV-Lasersystemen und anderen kundenspezifischen Kennzeichnungslösungen führt.

Videojet Remote Service (VRS) (VideojetConnectTM Remote Service) minimiert proaktiv Ausfallzeiten für 7920-Benutzer, indem es zeitnahe Wartungswarnungen sendet und Software-Updates erleichtert. Dadurch werden unerwartete Ausfallzeiten reduziert und die Produktivität gesteigert. Mit VRS wird der Zustand der Strahlquelle kontinuierlich überwacht, um Anzeichen einer Leistungsminderung frühzeitig zu erkennen. Erfahrene Servicetechniker von Videojet leisten proaktive Wartungsarbeiten, um die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit des Systems zu gewährleisten.

Anpassungsfähigkeit: Das kompakte Design des Videojet 7920 und die Strahlablenkeinheiten/Strahldreheinheiten ermöglichen eine 360-Grad-Rotation und erleichtern die Integration selbst in engste Fertigungslinien. Es verfügt über einen IP54-Schutz gegen Umwelteinflüsse sowie eine optionale IP65-Bewertung, um einen zuverlässigen Betrieb unter verschiedenen Bedingungen zu ermöglichen.

Beständigkeit: Die Videojet SourceSecure-Garantie™ bietet fünf Jahre Schutz für die Strahlquelle des 7920 und gibt den Nutzern langfristiges Vertrauen in die Leistung des Lasers. Weitere Vorteile sind die proaktive Überwachung der Lebensdauer der Strahlquelle, um das Risiko unerwarteter Ausfallzeiten zu mindern.

Kompetenz: Der UV-Laser Videojet 7920 liefert überlegene Codes für gängige UV-Laseranwendungen wie weisse HDPE-Behälter sowie für Produkte mit erhöhtem Recyclingpotenzial, wie z. B. Monomaterialien. Somit unterstützt er Hersteller, die Anforderungen umweltbewusster Verbraucher und Regulierungsbehörden zu erfüllen. Der neue Laser kann mit einer Geschwindigkeit von bis zu 2000 Zeichen pro Sekunde markieren und zeichnet sich durch hervorragende Codequalität aus. Zudem wird er durch umfassende Tests und den fachkundigen Service von Videojet unterstützt.

Konnektivität und Integration: Das Modell 7920 bietet fortschrittliche Optionen für zellulare und Wi-Fi-Verbindungen, die eine sichere Fernsteuerung und umfassende Analysemöglichkeiten ermöglichen. Das System ist darauf ausgelegt, den zeitlichen und finanziellen Aufwand für IT-Infrastrukturen bei den Herstellern zu reduzieren und die Effizienz der Gesamtanlage zu steigern. Zudem ist der 7920 für eine reibungslose Einbindung in Produktions- und Steuerungsnetzwerke konzipiert, indem er EtherNet/IP™ und ProfiNet® Protokolle nutzt.

Qualitätssicherungstests:

Umfangreiche Musterprüfungen von Videojet geben den Anwendern die Gewissheit, dass die Markierungen mit dem 7920 den Spezifikationen entsprechen. Es werden detaillierte Berichte mit optimierten Einstellparametern bereitgestellt, die auf die spezifischen Anforderungen des Codes und des Substrats abgestimmt sind. Weitere Informationen zum Laserbeschriftungssystem Videojet 7920 finden Sie unter: www.videojet.de/7920.

Über Videojet Technologies:

Videojet Technologies ist ein weltweit führendes Unternehmen auf dem Markt für Produktidentifikation und bietet Inline-Druck-, Codierungs- und Markierungsprodukte, anwendungsspezifische Flüssigkeiten und Dienstleistungen im Produktlebenszyklus an. Das Ziel des Unternehmens ist es, mit Kunden aus der Konsumgüter-, Pharma- und Industriegüterindustrie zusammenzuarbeiten, um ihre Produktivität zu verbessern, ihre Marken zu schützen und auszubauen und den Branchentrends und -vorschriften immer einen Schritt voraus zu sein. Mit Experten für Kundenanwendungen und Technologieführerschaft in den Bereichen Continuous Inkjet (CIJ), Thermal Inkjet (TIJ), Lasermarkierung, Thermotransferdruck (TTO), Kartoncodierung und -etikettierung sowie Wide-Array-Druck verfügt Videojet über mehr als 400 000 installierte Drucker weltweit. Kunden verlassen sich auf Videojet-Produkte, um täglich über zehn Milliarden Produkte zu bedrucken. Der Kundensupport in den Bereichen Vertrieb, Anwendung, Service und Schulung erfolgt über einen direkten Betrieb mit über 4000 Teammitgliedern in 26 Ländern weltweit. Darüber hinaus umfasst das Vertriebsnetz von Videojet mehr als 400 Distributoren und OEMs, die 135 Länder bedienen.

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