Handlingsystem Drahtlose Kommunikation mit IO-Link Wireless als perfekte Wahl

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In Zusammenarbeit mit dem Anlagenbauer Rotzinger Pharmapack hat die Zimmer Group eine Multi-Carrier-Zuführung mit 32 Greifern der Serie „GEP2000“ ausgerüstet. Aufgabe war das Handling von 300 g schweren Keksverpackungen. Die Lösung der Zimmer Group zeigt, wie sich die Komplexität und Flexibilität des Prozesses durch IO-Link Wireless verbessern ließ.

Im digitalen Zeitalter spielt die drahtlose Kommunikation in der Industrie eine entscheidende Rolle. Mit der Einführung von IO-Link Wireless verschwinden die Einschränkungen und Herausforderungen, die mit drahtgebundenen Verbindungen einhergehen. Dies ermöglicht eine flexible Platzierung von Sensoren und Aktoren, eine präzise Überwachung von Produktionsprozessen in Echtzeit und die schnelle Diagnose von Problemen. IO-Link Wireless setzt neue Maßstäbe für eine effiziente und zuverlässige Datenübertragung ohne störende Kabel.

Drahtlose Kommunikation in der Industrie

Die Vorteile von IO-Link Wireless liegen in der robotergestützten Automatisierung auf der Hand. Hier fehlt für intelligente Greifer oft die richtige elektronische Schnittstelle am Roboterflansch, weil die passende Leitung am Roboterarm nicht vorhanden ist. Eine externe Kabelführung schränkt jedoch die Bewegungsfreiheit ein und verursacht Störkonturen. Zudem neigen ständig bewegte Leitungen zu Bruch und Verschleiß, die Ausfallsicherheit sinkt. Hier vereinfacht IO-Link Wireless das Handling erheblich.

Die drahtlose Kommunikation erhöht die Zuverlässigkeit von Robotern und macht teure biege- und torsionsfeste Leitungen überflüssig. Aber nicht nur in der Robotik spielt IO-Link Wireless seine Stärken aus. In Transport- und Fördersystemen können die Endeffektoren unabhängig voneinander angesteuert werden, was eine flexible Positionierung ermöglicht. Darüber hinaus ermöglicht die drahtlose Kommunikation die Ausführung von Aktionen, während sich die Mover in ständiger dynamischer Bewegung befinden – dies steigert die Produktivität und Effizienz der Anlagen.

Frei positionierbar und kabellos

Rotzinger Pharmapack benötigte für eine Multi-Carrier-Anlage zur Handhabung von Keksverpackungen ein Greifersystem, das den Anforderungen an Linearantriebe gerecht wird. Besonders die Verkabelung in einem Umlaufsystem stellt meist eine große Herausforderung dar. Hier sind mehrere Greifer hintereinander auf den Movern installiert und bewegen sich mit dem Umlaufband. Eine konventionelle Verkabelung kann da schnell zur Störkontur im Prozessablauf werden, vor allem, wenn eine Vielzahl von Endeffektoren zum Einsatz kommt, wie in diesem Fall.

Wie bei allen modernen Automatisierungslösungen ist auch bei Umlaufsystemen ein Höchstmaß an Flexibilität gefordert. Statisch montierte Kommunikationsmodule für die beweglichen Endeffektoren verhindern einen reibungslosen Prozessablauf, weil die zu greifenden Werkstücke zu einem bestimmten Zeitpunkt in der richtigen Position sein müssen. Für eine hohe Produktivität muss das System flexibel sein und eine Abfrage über den Endeffektor ermöglichen, um Werkstücke variabel zu greifen. Die Herausforderung bestand somit darin, die Greifer auf frei beweglichen Movern zu platzieren, ohne den reibungslosen Ablauf der Anlage durch zusätzliche Leitungen zu behindern. Doch wie lässt sich diese Flexibilität gewährleisten? Die Lösung liegt in der kabellosen Greifertechnologie IO-Link, die eine drahtlose Echtzeitkommunikation zwischen der Sensorik/Aktorik des Greifers und der SPS-Steuerung sicherstellt. Die IO-Link-Fähigkeit war somit eine Grundvoraussetzung für die Auswahl der Greifer. Hinzu kamen die begrenzten Abmessungen des Trägers, die eine maximale Breite von 50 mm vorgaben.

Kleiner Bauraum, großer Hub

Gelöst hat die Zimmer Group diese Herausforderungen mit dem „GEP2010“. Der Greifer ist IO-Link-fähig, dadurch einfach zu konfigurieren und kann mit einer Zusatzkomponente drahtlos angesteuert werden. Die Kombination aus Bridge Communication Module (BCM) am Endeffektor und Master Communication Module (MCM) am SPS-Modul sorgt für eine effektive und sichere Kommunikation zwischen den Partnern. Der Datenaustausch erfolgt innerhalb weniger Millisekunden, weshalb die vom Kunden geforderte Taktzeit problemlos erreicht wird. Die 32 Einzelgreifer werden über eine kontaktlose Stromzuführung mit Energie versorgt. In der Multi-Carrier-Anlage von Rotzinger Pharmapack überzeugt der GEP2010 zudem durch seine kompakte Baugröße bei großem Hub. Außerdem zeichnet sich die elektrische Greiferserie GEP2000 durch eine Lebensdauer von bis zu 10 Millionen wartungsfreien Zyklen aus.

Die IO-Link-Anbindung der Endeffektoren sorgt nicht nur für eine flexible Positionierung, sondern ermöglicht auch eine einfache Parametrierung des Systems, eine permanente Positionserfassung der Greiferbacken und das unkomplizierte Hinzufügen weiterer Greifer. Aufgrund der drahtlosen Informationsübertragung gibt es keine Fehler infolge Kabelbruch und einen damit verbundenen Austausch von Verschleißteilen. Außerdem bietet die Schnittstelle zwischen den Modulen ein hohes Maß an Flexibilität, wodurch weitere Einsatzmöglichkeiten denkbar sind, zum Beispiel in der Pharma- und Konsumgüterindustrie oder der Intralogistik.

Überblick über die Technologie

Das Wireless-Portfolio der Zimmer Group, bestehend aus Master, Gateway, Bridge, Hub und passender Software, bietet dem Kunden vielfältige Möglichkeiten. Besonders flexibel einsetzbar ist die IO-Link Wireless Bridge, die per Plug & Play jede IO-Link-Komponente wie Greifer, Kompaktachse oder Sensor drahtlos macht. Auch der Hub bietet diverse Möglichkeiten und Vorteile, zum Beispiel können bis zu vier IO-Link-Geräte schnell implementiert werden, auch der Einsatz von bis zu sechs Digital I/O-Geräten ist möglich.

Das Gegenstück zur Bridge für die drahtlose Kommunikation sind Master und Gateways. Die Gateways fungieren ebenfalls als IO-Link-Master und sind primär für die Hutschienenmontage im Schaltschrank vorgesehen. Die Master können auch dezentral an der Maschine montiert werden und verfügen über einen IP-Schutz von 67. Mit einem Master können bis zu 16, mit einem Gateway bis zu acht Greifer oder andere Aktoren und Sensoren angesteuert werden.

Mit der Hardware werden die Anwender aber nicht allein gelassen: Von der ersten Beratung bis zur Integration und Inbetriebnahme sorgt die Zimmer Group dafür, dass die Kunden den vollen Nutzen aus den angebotenen Lösungen ziehen können, indem sie ihnen bei jedem Schritt mit Rat und Tat zur Seite stehen.

Fazit

IO-Link Wireless verändert die industrielle Kommunikation durch drahtlose Effizienz und Flexibilität maßgeblich. Die Datenübertragung erfolgt zuverlässig und garantiert die gleiche hohe Kommunikationsstabilität mit einer Paketfehlerrate von 10-9 wie eine drahtgebundene Variante. Das ist etwa eine Million Mal zuverlässiger als herkömmliche drahtlose Systeme wie Bluetooth. Um diese hohe Zuverlässigkeit zu erreichen, wird jedes Datenpaket innerhalb eines Zyklus bis zu achtmal gesendet. Zudem können die Frequenzen innerhalb des 2,4 GHz-Frequenzbandes durch Blacklisting flexibel angepasst und in der Kundenanwendung individuell optimiert werden. Diese digitale Technologie ermöglicht so eine nahtlose Kommunikation zwischen verschiedenen Geräten und Systemen, wodurch Informationen effizient übertragen werden und zur Produktivitätssteigerung beitragen.

Quelle: Zimmer Group