Plug&Play-Kombination für staudrucklose Förderanlagen
Bitte nicht drängeln!
In der Industrie finden sich viele Anwendungsbereiche für staudruckloses Fördern, z.B. bei Verpackungs-, Etikettierungs-, oder Palettierlösungen. Mit zunehmend vernetzten Anlagen kommt die Technik zudem auch vermehrt in Abgangs-/Eingangsschleifen der Produktionslinien und innerbetrieblichen Sortier- und Transportanlagen zum Einsatz. Die abgestimmte Kombination der dafür benötigten Antriebs- und Steuerungstechnik erleichtert es OEMs, Anlagenbauern und Systemintegratoren, entsprechende Förderstrecken aufzubauen.
Da Antriebsrolle und Controller aufeinander abgestimmt sind,
ist nur noch mechanische Kompetenz erforderlich, um staudrucklose Förderer konstruieren und installieren zu können. (Bild: Rulmeca Germany GmbH)
Beim staudrucklosen Fördern erfolgt das Aufstauen von Gütern ohne Kontakt und ohne Flächenpressung durch nachschiebende Produkte. Es gibt also immer um eine Art Puffer, Warteschlange oder Bevorratungsstrecke im innerbetrieblichen Materialfluss, von dem aus der nächste Prozess gespeist wird. Das dient zur passenden Auslastung nachgelagerter Prozesse. Auch können Arbeitsungleichgewichte zwischen vorgelagerten und nachgelagerten Vorgängen gepuffert und reguliert werden. Weil es zu keiner Berührung kommt, kann man selbst empfindliche kleine Produkte gefahrlos zwischen ganz großen transportieren – selbst bei hohen Geschwindigkeiten oder schnellen Brems- und Anfahrrampen. Am Kopf eines staudrucklosen Förderers lässt sich das Stück händisch oder mittels Roboter einfach entnehmen, da nichts eingeklemmt ist. Ein weiterer Vorteil ist die Energieeinsparung durch eine gezielte Ansteuerung derjenigen Anlagenteile, die für den Weitertransport benötigt werden. Andere Bereiche stehen still in Warteposition.
Neben Antriebsrollen und den dezentralen Controllern von
Pepperl+Fuchs umfasst das Rulmeca-Paket für staudrucklose
Fördertechnik auch Rollen, Riemen, Sensoren und Kabel. (Bild: Pepperl+Fuchs)
Dezentrale Logik wird bezahlbar
Damit man derart staudrucklos fördern kann, muss man die Förderstrecke in einzelne Segmente zerlegen, auf dem jeweils ein Stückgut Platz findet. Eine solche, quasi filetierte Förderstrecke erhält an jedem Segment passende Sensoren und Aktoren, sodass sich einzelne Segmente zustandsbedingt steuern lassen, um zumindest das letzte Segment immer befüllt zu haben. Früher wurde das vergleichsweise aufwendig mit zentralen Antrieben und Friktionsrollen umgesetzt, die alle Produkte mit Staudruck nach vorne geschoben haben. Dies war sowohl aufgrund der verwendeten Antriebsketten und des Dauerbetriebes ineffizient sowie produktverschleißend aufgrund der Belastung durch nachschiebende Güter. Heute gibt es in Förderrollen integrierte Motoren sowie kostengünstige Mikrocontroller und elektronische Lichtschranken, um die staudrucklose Fördertechnik deutlich kostengünstiger und auf Basis einfach zu installierender, dezentraler Komponenten aufzubauen.
Neben Rollenbahnen lassen sich mit der Antriebsrollen/Controller-Kombination auch Gurtförderer ausrüsten. (Bild: Rulmeca Germany GmbH)
Antriebsrollen für Rollen und Gurtförderer
Ein zentrales Element sind dabei Antriebsrollen mit integriertem Motor, wie sie Rulmeca mit der Drive Roller Serie BL3 im Programm hat. Sie sind komplett in den Förderern integriert und ersetzen seitlich angeflanschte Motoren oder zentrale Antriebe. Damit machen sie Rollen- und Gurtförderer deutlich platz- und auch energiesparender. Passend dazu hat Rulmeca mit dem Motion Controller RMC-BL3 auch eine zur Antriebsrolle abgestimmte einfache Ansteuerungselektronik entwickelt. Sie kommt vorwiegend in Einzelplatzansteuerungen zum Einsatz, oder wenn der Anlagenbauer bereits eine übergeordnete Steuerung im Einsatz hat und die Logik selbst programmieren will.
Ausgeprägter Programmieraufwand
Die Programmierung, um die Förderbandsegmente eines staudrucklosen Förderers bedarfsgerecht an die fördertechnische Aufgabe anzupassen, kann aufwendig sein. Es geht ja nicht nur darum, zu erkennen, ob eine Lichtschranke und damit eine Pufferzone belegt ist, und bei Freigabe entsprechend nachzufördern. Es gibt vielmehr verschiedene Betriebsmodi, um ein Produkt für den Transport in die nächste Zone zu starten. So z.B. alle Zonen zeitgleich starten oder nacheinander zeitlich versetzt. Besonders große Produkte können auch zwei Zonen belegen, das erfordert dann ein paralleles Starten der betreffenden Zonen. Jede dieser Methoden bietet ganz spezifische Durchsatzeigenschaften. Zudem muss man auch noch die zum Produkt passenden Anfahr- und Bremsrampen und Geschwindigkeiten programmieren. Insgesamt also eine Aufgabe, die sich nicht mal eben umsetzen lässt.
Modulare und dezentrale Controller
Eine attraktive Alternative bieten deshalb dezentrale Controller, wie sie Pepperl+Fuchs mit den Motormodulen G20 ZPA anbietet. Sie müssen nicht mehr programmiert werden, sondern bringen die erforderliche Logik bereits mit. Alle für den Betrieb notwendigen Einstellungen lassen sich über Drehschalter auf der Rückseite des Moduls vornehmen. Acht verschiedene Geschwindigkeiten, fünf Start/Stopp-Rampen in Verbindung mit der Dreh- bzw. Förderrichtung sowie sieben anwendungsspezifische Betriebsmodi können so schnell und einfach eingestellt werden. Die kompakte Bauform erlaubt einen platzsparenden und werkzeuglosen direkt in das Profil des Fördersystems. Alle benötigten Kabel sind im Modul integriert, was die Verkabelung untereinander sowie den Anschluss an Motorrollen und Lichtschrankensensoren sehr unkompliziert macht. Die Motormodule arbeiten über Nachbarschaftserkennung und sind nach dem Anschluss sofort betriebsbereit. Soll die Förderlogik doch zentral in einer Steuerung realisiert werden, sind optional Module für AS-Interface verfügbar, die sich per Flachkabel anbinden lassen.
Frei wählbare Betriebsmodi
Sieben Betriebsmodi werden von den Modulen unterstützt. So z.B. die einfache ZPA (Zero Pressure Accumulation), bei der ein Fördergut die Zone immer vollständig verlassen haben muss, bevor das nächste Fördergut einfahren darf, sowie der erweiterte ZPA-Modus, bei dem die staudrucklose Förderung über alle Zonen hinweg mit parallelem Blockeinlauf bzw. -abzug erfolgt. Im Transportation-Modus kann ein Sensor der nachgelagerten Zone entfallen. Hierzu leitet die erste Zone das Freigabesignal unmittelbar an die dahinter liegenden Zonen weiter. Gleichzeitig wird mit dem Signal auch der Motor dieser Zone eingeschaltet. Weitere Modi sind Long Zone, mit dem sich Kosten bei längeren Strecken sparen lassen, sowie der Einzonenmodus, der alle nachgelagerten Controller und BL3-Antriebsrollen gleichschalten kann. Die beiden Betriebsarten Direct Control und Direction Control runden das Spektrum der Modi ab. Mit ihnen lassen sich auch zentrale Steuerungsbefehle entgegennehmen – im letztgenannten Modus auch inklusive Drehrichtungsänderungen. Diese beiden Modi lassen sich aber auch kostengünstiger mit dem Rulmeca RMC-BL3 Motion Controller umsetzen, sofern der hier integrierte IP20-Schutz hinreichend ist.
Unkomplizierte Inbetriebnahme
Die Pepperl+Fuchs-Motorsteuermodule benötigen aufgrund der verschiedenen Betriebsmodi in fast allen Anwendungen keine zentrale Steuerung. So machen sie es dem Anwender leicht, eine staudrucklose Förderstrecke aufzubauen. Letztlich kann jeder Monteur, der in der Lage ist, einen Förderer mechanisch zusammenzubauen, die gewünschte staudrucklose Förderstrecke über die Drehschalter auf der Modulrückseite einstellen und in Betrieb nehmen. Durch die Kooperation von Rulmeca und Pepperl+Fuchs sind Antriebe und Controller aufeinander abgestimmt und deren Zusammenspiel verifiziert.
