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Fachartikel aus MECHATRONIK 5/2018, S. 36 bis 39

Balluff

Fördern in der 3. Dimension: RFID schlägt Barcode

Ein Schweizer Spezialist für Förder- und Verarbeitungssysteme setzt bei einer speziellen Variante des Skyfall-Fördersystems für das Abfüllen, Sortieren und Verpacken von Silikon-Kartuschen erfolgreich auf erprobte Industrial RFID-Technik von Balluff.

Herzstück der in Überkopfbauweise ausgeführten Anlage ist ein robustes Schienensystem mit dreidimensionaler Kinetik und Rollkörpern, den Shuttles. 

Barcodes sind eine kostengünstige und vielseitig nutzbare Lösung, wenn Güter zu kennzeichnen und zweifelsfrei zu identifizieren sind. Das optische Erkennungsverfahren stößt jedoch schnell an seine Grenzen, wenn die Etiketten im Verlauf des Prozesses verschmutzen oder beschädigt werden und dann kaum oder gar nicht mehr abzulesen sind. Dies gilt auch für die ansonsten sehr fehlertoleranten 2D-Barcodes. Abhilfe kann hier der Einsatz von RFID schaffen, wie die Ferag AG aus Hinwil im Züricher Oberland anhand einer speziellen Variante ihres Skyfall-Fördersystems für das Abfüllen, Sortieren und Verpacken von Silikon-Kartuschen erfolgreich zeigt.

Das innovative Fördersystem ist quasi ein Multitalent. Es 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 beachtlichen Neigungswinkeln von bis 6 ° benötigt die Anlage vergleichsweise wenig Raum und so bleibt dann auch vergleichsweise viel Platz am Boden für Freiflächen und die Abfüll- und Verpackungsanlage.

OnMetal RFID-Tags von Balluff sind selbstklebend und erlauben eine sehr flache Kennzeichnung der Shuttles. 

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 konnte so eine Verdoppelung der Produktionskapazität erreicht werden.“

Der RFID-Controller BIS V bietet in Kombination mit den Leseköpfen und Tags die notwendige hohe Lese-Geschwindigkeit. 

Das Fördersystem arbeitet mit einer Leistung von 12.000 Kartuschen pro Stunde auch noch extrem schnell und zwar so flott, dass der staunende Betrachter den in der Anlage dahinsausenden Kartuschen kaum folgen kann. 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 Sammelpacker zugeführt zu werden. Die zuverlässige Identifizierung jedes einzelnen Shuttles ist für den Prozessablauf ein absolutes 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, Balluff Vertriebsingenieur.

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 Standardelementen 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 des Sensor- und RFID-Spezialisten 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 die Besonderheiten des Systems. 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 oder Anwendungen in der Produktionssteuerung oder zur Rückverfolgung im Qualitätsmanagement. Bei Ferag ermöglicht das System so nicht nur eine lückenlose Dokumentation der Abläufe, sondern liefert so auch in Echtzeit die Daten zur Steuerung und Automatisierung des kompletten Materialflusses einschließlich des Abfüll- und Verpackungsprozesses. Art und momentaner Aufenthaltsort jeder einzelnen Kartusche sind während des gesamten Prozesses bekannt. Die Datenverwaltung erfolgt im zentralen Rechner der Anlage.

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