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Praxisbeispiel: Maschinelles Wickeln und Schneiden synchron
Warum bei Folienbahnen die Präzision der Drehzahlregelung über die Qualität entscheidet
Bei Anlagen, die Folien- oder Verpackungsmaterial wickeln und schneiden, hängt die Produktqualität direkt von der Präzision der Antriebsregelung ab. Dezentrale Servomotoren mit integrierter Elektronik wie die esiMot-Reihe von esitron ermöglichen eine präzise Drehzahlregelung und eine enge Synchronisation zwischen Wickel- und Schneideinheit – manchmal ein Problem bei klassischen, zentral angesteuerten Antriebslösungen.
Das Problem: Zugkraft und Schnittgenauigkeit bei Bahnmaterial
Ein gängiges Szenario aus der Verpackungstechnik:
Eine Anlage verarbeitet Folienbahnen, die gleichzeitig aufgewickelt und in definierte Längen oder Breiten geschnitten werden. Zwei Anforderungen treffen hier aufeinander, die sich gegenseitig beeinflussen.
Beim Wickeln muss die Zugkraft konstant gehalten werden, unabhängig davon, ob die Rolle noch leer oder schon fast voll ist. Zu hohe Zugkraft und die Folie wird zu dünnschichtig oder reißt. Zu wenig, und es wird ebenfalls Ausschuss produziert. Beim Schneiden kommt es darauf an, dass die Schneideinheit exakt im Takt der durchlaufenden Bahn arbeitet. Läuft die Wickelachse auch nur geringfügig asynchron zur Schneideinheit, verschieben sich die Schnittkanten – mit Materialverlust und Ausschuss als direkter Folge.
Unsere Lösung: Dezentrale Antriebsregelung direkt an der Achse
Bei klassischen, zentral angesteuerten Servoreglern muss das Drehzahl- oder Positionssignal vom Schaltschrank über die Signalleitung bis zur Achse laufen, dort verarbeitet und die Reaktion zurückgemeldet werden. Bei mehreren synchron laufenden Achsen addieren sich diese Signalwege.
Bei der esiMot-Reihe sitzt die Leistungselektronik direkt am Motor. Das verkürzt die Regelstrecke zwischen Sollwertvorgabe und tatsächlicher Drehzahlanpassung an der Achse selbst. Für eine Anlage mit kombinierter Wickel- und Schneidfunktion bedeutet das: Wickelachse und Schneideinheit lassen sich eng synchronisieren.
Welche Feldbus-Interfaces und Safety-Funktionen stehen zur Verfügung?
Die esiMot-Reihe ist mit den gängigen Feldbus-Schnittstellen PROFIBUS, PROFINET, EtherCAT, CANopen und Modbus verfügbar, ebenso in der +/-10V-Ausführung. Damit lässt sich die Integration in bestehende Steuerungsarchitekturen von Wickel- und Schneidanlagen flexibel an die jeweilige Maschinengeneration anpassen.
Für Anwendungen mit erhöhten Sicherheitsanforderungen steht die Funktion Safe Torque Off (STO) zur Verfügung. Für den Einsatz in Bereichen mit besonderen Schutzauflagen ist die esiMot-Reihe zusätzlich mit Ex-Schutz erhältlich.
Für wen lohnt sich präzisere Achsregelung beim Wickeln und Schneiden?
Besonders relevant ist das für Maschinenbauer und Anlagenplaner in der Verpackungstechnik, die Wickel- und Schneidprozesse in einer Anlage kombinieren müssen. Für Ingenieure und Entwickler ergibt sich durch die kürzere Regelstrecke mehr Spielraum bei der Feinabstimmung der Synchronisation, gerade bei höheren Bahngeschwindigkeiten. Für Entscheider zählt am Ende der reduzierte Ausschuss durch präzise Schnittkanten und gleichmäßiger Wickelqualität.
Fazit
Bei Wickel- und Schneidanlagen für Folien- und Verpackungsmaterial entscheidet die Präzision der Achsregelung direkt über Produktqualität und Ausschussrate. Dezentrale Servomotoren mit Elektronik direkt am Motor wie die esiMot-Reihe ermöglichen eine enge Synchronisation zwischen Wickel- und Schneideinheit ohne Schaltschrankbedarf und mit weniger Kabelaufwand.
Verarbeiten Sie Folien- oder Verpackungsmaterial und stehen vor einer ähnlichen Herausforderung? Schreiben Sie uns kurz Ihre Anwendung – wir sagen Ihnen, ob und welcher Antrieb der esiMot-Reihe passt oder genau auf Ihre Applikation angepasst werden kann: sales@esitron.de oder telefonisch unter +49 7541 6000-0.
Häufige Fragen zur esiMot-Reihe bei Wickel- und Schneidanlagen – FAQ
Warum beeinflusst die Antriebsregelung die Schnittgenauigkeit bei Folienbahnen?
Wenn Wickelachse und Schneideinheit nicht exakt synchron laufen, verschieben sich die Schnittkanten relativ zur durchlaufenden Bahn. Dezentrale Servomotoren mit kürzerer Regelstrecke ermöglichen eine enge Synchronisation und reduzieren Platz im Schaltschrank und Aufwand bei der Verkabelung.
Was unterscheidet dezentrale von zentralen Servoantrieben bei dieser Anwendung?
Bei zentralen Antrieben läuft das Steuersignal über die Signalleitung bis zum Schaltschrank und zurück. Bei dezentralen Antrieben, wie der esiMot-Reihe, sitzt die Leistungselektronik direkt am Motor, was Schaltschrankbedarf und Verkabelung minimiert.
Ist die esiMot-Reihe für hohe Bahngeschwindigkeiten geeignet?
Die kürzere Regelstrecke der esiMot-Reihe unterstützt eine feine Drehzahlregelung, was besonders bei höheren Bahngeschwindigkeiten relevant für die Prozessstabilität ist. Die konkrete Eignung für eine bestimmte Geschwindigkeit sollte anhand der Anlagenparameter im Einzelfall geprüft werden.
Welche Sicherheitsfunktionen bietet die esiMot-Reihe?
Die esiMot-Reihe verfügt über die Sicherheitsfunktion Safe Torque Off (STO) und ist zusätzlich mit Ex-Schutz für Bereiche mit besonderen Schutzauflagen erhältlich.
Ja, die esiMot-Reihe ist auch mit Ex-Schutz erhältlich, für den Einsatz in Bereichen mit besonderen Schutzauflagen.
Für welche Maschinentypen eignen sich integrierte Servoantriebe besonders?
Besonders relevant sind integrierte Servoantriebe für mehrachsige Sondermaschinen mit begrenztem Bauraum, etwa in der Förder- und Handhabungstechnik, in der Verpackungstechnik oder in der Montageautomatisierung.