Rexroth IndraDrive Mi

Aufgeräumtes Maschinendesign dank schaltschrankloser, dezentraler Servotechnik der IndraDrive Mi. - Bild: Rexroth

Die neue Flowtos von Winkler+Dünnebier produziert zweibahnig bis zu 4 600 Taschentücher pro Minute – und verpackt sie zu hygienisch verschlossenen Päckchen. Bei der neuesten Generation geht Winkler+Dünnebier in puncto Antriebstechnik neue Wege: Dezentrale Servoantriebe IndraDrive Mi von Rexroth steigern nicht nur die Effizienz, sondern bieten auch bessere Optionen für die Anlagenmodularisierung.

Winkler+Dünnebier zählt mit seinen Maschinen zu den Experten in Sachen Papiertaschentuch. Eine hohe Produktivität bei der Herstellung allein reicht aber nicht. Zusätzlich gilt es, den speziellen Kundenansprüchen und Formatvarianten in einem globalen Markt gerecht zu werden. Die Flowtos ist deshalb äußerst flexibel und kann elektronisch verstellbare Stapelmengen von fünf bis 15 Taschentüchern verarbeiten.

Die Vielfalt der Format- und Verpackungsvarianten stellt hohe Anforderungen an die Umrüstung. Formate oder Formelemente müssen sich möglichst schnell, am besten automatisch, verstellen lassen, damit die Flowtos nach einem Produktwechsel schnell wieder produzieren kann. Die Grundlage dafür legen dezentrale Servoantriebe IndraDrive Mi in Verbindung mit der Motion Logic-Steuerung IndraMotion MLC. Diese Systemlösung ermöglicht eine rezepturgesteuerte Fahrwerkseinstellung auf Knopfdruck, je nach Größe und Anzahl der Taschentücher in einem Päckchen.

Einfaches Um- und Nachrüsten

Durch die räumliche Zuordnung der Antriebstechnik zum jeweiligen Ort der Bewegung besteht zudem die Möglichkeit, Einzelprozesse so zu modularisieren, dass ein späteres Um- und Nachrüsten einfacher wird. Die vielen Prozessachsen, die die Maschinen einerseits flexibler und einfacher verstellbar machen, erhöhen andererseits aber die Anzahl der Antriebsregler. Damit steigt deren Platzbedarf im Schaltschrank.

"Unser Ziel bestand darin, die Schaltschränke so klein wie möglich zu halten und sie idealerweise direkt in die Maschinenmodule zu integrieren", erklärt Frank Jungbluth aus dem Bereich Engineering Control Systems bei Winkler+Dünnebier. Letztlich standen die Ingenieure des Unternehmens vor der Herausforderung, 45 Regler in einen kompakten Schaltschrank zu bekommen. "Das war schlicht nicht möglich", blickt Jungbluth zurück. Die Entscheidung lag nahe, die Antriebsregelung für die Servomotoren direkt in die Maschine zu bringen.

So werden von einem Ansteuergerät ausgehend alle Antriebe mit nur einem Kabel in Reihe geschaltet. Als Faustregel gilt dabei, dass bis zu 20 IndraDrive Mi an einem bis zu 200 Meter langen Kabelstrang einen Antriebsverbund bilden können. Je nach Anschlussleistung, Kabellänge und gewählten Optionen lassen sich auch mehrere Antriebe einbinden. Der Systemaufbau ist von seinem Prinzip her so flexibel, dass Erweiterungen bis zur Maximalzahl auch nachträglich jederzeit an beliebiger Stelle möglich sind. Das hat zum Vorteil, dass Änderungen an einer Maschine auch ohne aufwändige Anpassungen im Schaltschrank vorgenommen werden können.

Aufwand reduzieren

Bei der Flowtos werden die angeschlossenen Servoantriebe über eine zentrale Einspeisung aus dem Schaltschrank heraus mit Gleichstrom versorgt. Die Installation erfolgte mit einem Kabel für Leistung und Kommunikation in Reihe, was den Verkabelungsaufwand um bis zu 90 Prozent reduziert. Weitere Einsparungen ergeben sich, weil die integrierten Servoantriebe auch als dezentrale E/A-Stationen fungieren. Die zentrale Kommunikation erfolgt dabei über den Automationsbus Sercos. Das harte Echtzeit-Protokoll wird sowohl für die Achsregler als auch für die E/As genutzt. Diese werden – neben den Servoantrieben – über die Feldbusauskopplung angebunden. Infolge dieser Architektur ist nur ein Bus als zentrale Kommunikationsader im Einsatz.

Winkler+Dünnebier bringt über Sercos aber auch den kompletten Datenstrom von der Sensorik zur zentralen Steuerung. "Dank der IndraDrive Mi-Antriebe konnten wir die standardisierte Sensorik weitgehend direkt mit den onboard E/As der Servoantriebe über vorkonfektionierte, standardisierte M12-Schraubverbindungen anschließen", erklärt Jungbluth.

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