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INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2019

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INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2019

Zuverlässig

Zuverlässig identifizieren Industrial RFID-Lösung meistert jegliche Herausforderungen in Abfüll-, Verpackungs- und Förderprozessen Barcodes sind vielseitig nutzbar, wenn Güter zu kennzeichnen und zu identifizieren sind. Das optische Erkennungs verfahren stößt jedoch schnell an seine Grenzen, wenn Etiketten verschmutzen oder beschädigt werden. Abhilfe schafft hier der Einsatz einer modernen Industrial RFID-Lösung. Die Ferag AG aus Hinwil im Züricher Oberland zeigt dies anhand einer speziellen Variante ihres Skyfall-Fördersystems für das Abfüllen, Sortieren und Verpacken von Silikon-Kartuschen. Skyfall ist ein besonderes Fördersystem, welches sich die Schwerkraft sowie die dritte Dimension zu Nutzen macht. Über ein einfaches Schienenprofil mit Rollkörpern werden unterschiedlichste Artikel bis zu 10 kg von A nach B gefördert. Mit Leistungen von bis zu sogenannten 12 000 SKUs (stock keeping units) pro Stunde gehört Skyfall zu den leistungsfähigsten Materialfluss-Systemen auf dem Markt. Das Schweizer Familienunternehmen, spezialisiert auf die Entwicklung und Herstellung von Förder- und Verarbeitungssystemen, setzt dabei auf erprobte Industrial RFID-Technik von Balluff. Das innovative Fördersystem überwindet in der Intralogistik längere Wegstrecken und Höhenunterschiede, verbindet oder entkoppelt Arbeitsstationen und integriert auf kleinstem Raum Abfüll-, Kommissionier- und Verpackungsfunktionen gleichzeitig. Dabei nutzt das System auf intelligente Weise die Schwerkraft und bewegt sich auf Freifallstrecken ohne eigenen Antrieb. Dies spart Energie und reduziert die Anzahl der erforderlichen Antriebe. Dank einer zulässigen Linienführung mit Streckenradien von 500 mm und Neigungswinkeln von bis zu 6° benötigt die Anlage wenig Raum, und so bleibt am Boden viel Platz für Freiflächen und die Abfüll- und Verpackungsanlage. Mit Skyfall den Ausstoß verdoppeln Dabei erfüllt die Anlage auch eine besondere Anforderung des Anwenders: den bisher bestehenden betriebsbedingten Flaschenhals zwischen Abfüllstation und Sammelpackern zu beseitigen. Erreicht wird dies, indem Skyfall nicht nur für den Transport der Kartuschen sorgt, sondern auch als deren Zwischenspeicher arbeitet. „Auf diese Weise“, so Roberto Fenile, Development Manager bei Ferag, „können die voneinander abweichenden Geschwindigkeiten des Abfüll- und Verpackungsprozesses ausgeglichen und ein kontinuierlich hoher Ausstoß der Anlage gewährleistet werden. Im Vergleich zu einer früheren Lösung haben wir so die Produktionskapazität verdoppelt.“ Das Fördersystem arbeitet mit einer Leistung von 12 000 Kartuschen/h und ist dabei sehr schnell. Herzstück der in Überkopfbauweise ausgeführten Anlage ist ein robustes Schienensystem mit dreidimensionaler Kinetik und Rollkörpern, den Shuttles. Sie sind mit den Bausilikon-Kartuschen beladen, die sich nicht nur äußerlich, sondern auch in ihren Volumina unterscheiden. Zugeführt werden die leeren Kartuschen aus einem Vorratsbunker, um am Ende des Förder- und Sortierprozesses mit spezifischen Mengen an Bausilikon befüllt und einem Dr. Detlef Zienert, Press Relations Manager, Balluff GmbH, Neuhausen a. d. F. 20 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2019

MESSE I SPS 2019 Mithilfe RFID erfolgt nicht nur die lückenlose Dokumentation der Abläufe, es werden auch Daten in Echtzeit zur Steuerung und Automatisierung des kompletten Materialflusses bereitgestellt Sammelpacker zugeführt zu werden. Die zuverlässige Identifizierung jedes einzelnen Shuttles ist für den Prozess ein Muss, und so hatte sich Ferag für ein Identifikationsverfahren auf RFID-Basis entschieden. „Es arbeitet selbst dann noch zuverlässig, wenn die Datenträger durch Silikonreste verschmutzt sind“, unterstreicht Rolf Werner, Vertriebsingenieur bei Balluff. Die Art des Transportguts ist bei Skyfall nicht auf die Kartuschen beschränkt, denn die Adapter der Shuttles lassen sich individuell konfigurieren und flexibel an die jeweilige Anwendung anpassen. Außerdem kann das modular aufgebaute System jederzeit bei Bedarf mit vorgegebenen Standard elementen wie Umlaufförderern, Steig- und Senkförderern, Be- und Entladestationen, Ein- und Auslaufweichen problemlos erweitert und an neue Gegebenheiten angepasst werden. Mit hoher Taktrate sicher identifizieren Die eingesetzte Industrial RFID-Lösung BIS M von Balluff arbeitet mit einer Frequenz von 13,56 MHz. „Sie bedient nicht nur die besonders hohen Anforderungen hinsichtlich Taktrate und Robustheit, sondern kann auch in schwieriger metallischer Umgebung ihre Aufgabe zuverlässig erfüllen“, erläutert Rolf Werner. In Kombination mit passiven Datenträgern bietet die HF­ Lösung mittlere Reichweiten von 20 mm. Damit eignet sich BIS M bestens für die Teileverfolgung im Nahbereich, Anwendungen in der Produktionssteuerung oder zur Rückverfolgung im Qualitätsmanagement. Bei Ferag ermöglicht das System so nicht nur eine lückenlose Dokumentation der Abläufe, sondern liefert auch in Echtzeit die Daten zur Steuerung und Automatisierung des kompletten Materialflusses einschließlich des Abfüll- und Verpackungsprozesses. Die Art und der momentane Aufenthaltsort jeder Kartusche sind während des gesamten Prozesses bekannt. Die Datenverwaltung erfolgt im zentralen Rechner der Anlage. Selbstklebende OnMetal RFID-Tags mit Abmessungen von 36 × 8 × 5 mm – ähnlich einem Typenschild – erlauben eine sehr flache Kennzeichnung der Shuttles. Da die Datenträger eine fest im Speicher verankerte Seriennummer tragen, den sogenannten UID-Code (Unique Identification), können die Shuttles jederzeit zweifelsfrei erkannt werden. Die Datenträger entsprechen der internationalen ISO-Norm 15693 und bieten auch auf metallischen Untergründen eine große Lesereichweite von zehn Millimetern. Das war auch eine der wesentlichen Anforderungen von Ferag. Somit ist über den gesamten Materialfluss eine lückenlose Erfassung der Rollkörper gesichert. Ausgelesen wird die UID von zylindrischen M16-Schreib-Leseköpfen BIS0140 des Balluff Industrial RFID-Systems, die sich an allen relevanten Stellen der Transport strecke befinden. Die Datenträger benötigen dabei keine eigene Stromversorgung, denn sie beziehen ihre Energie von den Schreib-Lese- Einheiten. Batterien sind somit unnötig. Elektronik und Antenne sind im Tag integriert. Die richtige Lösung finden „Die große Kunst ist es, das richtige System und die optimale Kombination von Tag, Lesekopf und Controller auszuwählen“, so Roberto Fenile. „Die Größe des Datenträgers und die Geometrie des Schreib-Lese- Kopfes spielen eine wichtige Rolle“, erläutert Willi Brändli. Und er fährt fort: „Das generierte HF-Feld in der Applikation muss so groß sein, dass das Tag lange genug im Feld bleibt, um die Identität auch bei hoher Geschwindigkeit auslesen zu können. Gleichzeitig sollte es so klein sein, dass es beim Er fassungsprozess nicht zu Überlappungen mit dem folgenden Etikett kommt.“ Roberto Fenile führt weiter aus: „Wir hatten zuerst versucht, die Lösung mit einem anderen RFID-Anbieter zu realisieren, was aber unter diesen komplexen Anforderungen nicht gelang. Wir haben dann die Systeme verschiedener Hersteller verglichen und uns letztendlich für Balluff entschieden, weil das Unternehmen als Entwickler und Hersteller seine Produkte bestens kennt und sich nicht scheut, über die Standardprodukte hinaus kundenspezifische Varianten zu entwickeln. Letztendlich konnte das Projekt sogar mit Standardkomponenten umgesetzt werden.“ Bilder: Ferag www.balluff.com WWW.EMTRON.DE KNX SMART BUILDING SOLUTIONS technischer Support für die Einrichtung des KNX-Systems ab Lager lieferbar Approbationen für die Gebäudeautomation KNX-Netzteile, KNX-DALI-Gateway, KNX-Aktoren, USB-Interface, IP-Router INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2019 21 KOMPETENZ, DIE ELEKTRISIERT.

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