Die Koch Pac-Systeme GmbH in Pfalzgrafenweiler baut seit fast 40 Jahren vor allem Blisterverpackungs- und Kartoniermaschinen für nichtpharmazeutische Produkte, wie Batterien, Kontaktlinsen, Haushaltsartikel usw. An den Standorten Pfalzgrafenweiler und Pirmasens entwickeln und fertigen über 250 Mitarbeiter des Unternehmens Verpackungsmaschine von der kleinen Blister-Siegelmaschine über Hochleistungs-Blisterlinien, komplexe Verpackungslinien inklusive Roboter, Produkthandling bis hin zur Endverpackung. Dazu gehören u.a. Kartonaufricht- und -verschließmaschinen, Sammelpacker sowie Sideloader und Toploader. Zunehmende Produktvielfalt, Design, einfache Handhabung sowie diverse Qualitäts-, Hygiene-, Umwelt- und Sicherheitsanforderungen bringen immer anspruchsvollere Formgebungen der Verpackungen mit sich. Daher muss die eingesetzte Antriebs- und Steuerungstechnik den notwendigen dynamischen Abläufen und präzisen Positionierungen gerecht werden. Im Herbst 2007 beschlossen die Verantwortlichen bei Koch, eine neue Maschinengeneration ins Leben zu rufen. Aufgrund der immer komplexer werdenden Antriebsaufgaben und der immer größer werdenden Stückzahlen an Servoachsen, hatte sich Koch schon früh für Ethercat als Echtzeit Feldbussystem entschieden. Gründe waren die hohe Bandbreite des auf Ethernet basierenden Feldbussystems und die Serienverfügbarkeit. Der dazugehörige Servoverstärker muss über eine hohe Regelungsdynamik, Funktionalität, Performance und Ausfallsicherheit verfügen. Dafür sollte der digitale Servoverstärker S700 von Kollmorgen eingesetzt werden. Der S700 basiert auf der Architektur des S300 und deckt über die Kompatibilität zum S300er hinaus mit bis zu 24A Dauerstrom und 72A Spitzenstrom das Leistungsspektrum im Verpackungsmaschinenbereich ab. Gerade durch den dreifachen Spitzenstrom können dynamische Taktanwendungen realisiert werden. Generell ist die Sicherheitsfunktion \’sichere Wiederanlaufsperre (STO Safe-Torque-Off)\‘ im S700 integriert. Weitere Sicherheitsfunktionen sind über eine Optionskarte möglich. Ethercat im Servoverstärker erhöht Geschwindigkeit um Faktor 8 Die Anlagen von Koch werden immer umfangreicher und enthalten viele Regler, die über einen Industrie-PC angesteuert werden müssen. Die Lageregelung wird auf diesem IPC durchgeführt. Daher wird ein schneller Feldbus benötigt, um die entsprechenden Werte auf die Regler zu geben. Ausnahmen bilden nur dynamische Linearmotorachsen, bei denen der noch schnellere interne Lageregler des Servoverstärkers verwendet wird. \“Mit der Entscheidung Ethercat einzuführen, sind wir im Vergleich zu unserer bisherigen Feldbuslösung um den Faktor 8 schneller geworden\“, erklärt Jürgen Welker, Prokurist und Bereichsleiter Automatisierungstechnik und Service der Koch Pac-Systeme GmbH. \“Damit steht auch eine entsprechend bessere Auflösung der zurückgemeldeten Ist-Werte zur Verfügung.\“ So liefert z.B. der S700 64Bit Positionsistwerte an die Steuerung zurück. Im Vergleich zum bisher eingesetzten Servoregler konnten – u.a. aufgrund des schnellen Prozessors – im Vergleich zu dem bisher eingesetzten Servoregler weitere Steigerungen erzielt werden. Auch die generelle Abdeckung der Sicherheitsanforderungen und die Tatsache, dass kurzfristig der dreifache Nennstrom des Reglers in extremen Spitzenbelastungen zur Verfügung steht, halfen bei der Entscheidungsfindung. Hinzu kam die Flexibilität in Form von Softwarefunktionen und Geber-/Motorschnittstellen, sodass sich die anfallenden Systemkosten in den Projekten reduzieren. Flexibilität in Feldbus-, Motor- und Gebertechnologie Im Servoverstärker S700 ist die CANopen und Ethercat-Schnittstelle im internen Field Programmable Gate Array (FPGA) realisiert. Dadurch entfallen zusätzliche Hardwarekosten in Form einer Optionskarte. Die installierte Buskommunikation ermöglicht sowohl die Parameterübertragung an die Geräte als auch die Übertragung von Soll- und Istwerten mit verschiedenen Zykluszeiten. Dabei wird eine µs-genaue Synchronisation für exakte und schnelle Mehrachssteuerungen gewährleistet. Der konkrete Anwendungsfall wird mit einer Buszykluszeit von 500µs und Task-Zeiten von 1ms betrieben. Über Optionskarten können weitere Bussysteme wie Profibus DP, Sercos II, Synqnet und Devicenet abgedeckt werden. Darüber hinaus kann der S700 alle gängigen Feedbacktypen auswerten, z.B. Resolver (bis zu 36-polig), ComCoder, Inkrementalgeber, hochauflösende Single- oder Multiturn Sinus-Cosinus Encoder ohne und mit BISS, EnDat 2.1-, EnDat 2.2- und HiPerface-Protokoll. Hinzugekommen ist die Auswertung von (magnetischen) SSI-Absolutwertgebern und reinen Hallgeberauswertungen bei Linearmotorachsen. Koch hat sich bei den rotatorischen Servomotoren auf den AKM-Motor mit einem BISS-Absolutwertgeber mit 2.048 Sinus-Cosinus-Spuren oder zweipolige Resolver festgelegt. Bei den Linearmotoren werden meist magnetische SinCos-Geber (1mm Polteilung) mit im Primärteil angebrachten analogen Hallgebern eingesetzt. Diese Gebertypen werden direkt im digitalen Servoverstärker eingelesen und ausgewertet. Dadurch deckt der Verpackungsmaschinenhersteller alle Motortypen einzig mit dem Servoverstärker ab. Die bisherige Mischkonfiguration von Servoreglern im Schaltschrank kann entfallen. Überlauffunktion für Endlostaktbänder Oftmals stellt sich bei Verpackungsmaschinen die Aufgabe, dass nicht ohne weiteres im normalen Produktionsprozess nach einer Störung referenziert werden kann. Ein Beispiel dafür sind Endlostaktbänder, auf denen sich die zu verpackenden Produkte befinden. Die Folgen sind lange Stillstandszeiten durch Entnahme der Produkte plus der nachfolgenden Referenzierung. Bisher musste Koch die Geberposition in einer externen und kostenintensiven Speicherkarte periodisch abspeichern, um in jedem Betriebszustand, auch bei Notaus während des Überlaufs des Multiturn-Absolutwertgebers, eine nachfolgende Referenzierung zu verhindern. Diese softwaretechnische Funktion übernimmt jetzt ebenfalls der digitale Servoverstärker. Positioniergenauigkeit durch Delta-Sigma-Analog-Digitalwandlung Mit einer Zykluszeit von 62,5µs bildet der Drehzahlregler das Herz des Servoverstärkers und stellt über den mit einer Zykluszeit von 62,5µs agierenden Stromregler die hohe Dynamik sicher. Der integrierte Lageregler verfügt über eine Zykluszeit von 250µs, die optional auf 125µs umgestellt werden kann. Es können bis zu 200 Fahrsätze im Verstärker hinterlegt werden. 16 Referenzfahrarten und 16 Positionsregister können für Absolut- und Relativfahrten genutzt werden. Steuerung über Druckmarken und Geschwindigkeitsprofile/Register sind möglich. Die Definition von Absolut- und Relativfahrten sowie die Verkettung von Fahraufträgen werden ebenfalls ermöglicht. Mit der im Servoregler eingeführten Delta-Sigma-Analog-Digitalwandlung wurde die Dynamik und Positioniergenauigkeit erhöht. Analoge Sollwertsignale sowie analoge Strom- und Positionsistwerte werden mit 16Bit aufgelöst und mit 128kHz (ca. 8µs) eingelesen. Die dabei erreichte Genauigkeit ist im Vergleich zu einer klassischen Mittelwertbildung (Oversampling) deutlich besser. So wurde z.B. von Koch die Nutzung der optionalen Encoder-Emulation des S700 bei der Positionsistwertübergabe an einen Ettikettierer eingeplant. Nach ersten Tests konnte man sich diese zusätzliche Schnittstelle aufgrund der Regelperformance des Servoverstärkers sparen. Einfaches Handhabung unterstützt individuelle Belange Der S700 bietet eine leicht zu bedienende Benutzeroberfläche zur Inbetriebnahme. Eine optional einsteckbare SD-Karte vereinfacht die Sicherung von Parametersätzen und der Firmware im Feld. Die strukturierte Windows-basierte Inbetriebnahme-Software DriveGUI ermöglicht dem Anwender einen direkten Zugriff auf Parameter und Funktionen sowie eine komplette Parametrierung der Antriebe über eine RS232-Schnittstelle. Die integrierte Autotuning-Funktion für die Strom- und Drehzahlregelung funktioniert auch bei \’weichen\‘ Mechaniken zuverlässig und erzielt die größtmöglich erreichbare Dynamik und Steifigkeit. Ein Vier-Kanal-Oszilloskop und die integrierte Aufzeichnungsmöglichkeit eines Frequenzkennliniendiagramms (Bode Plot) bieten zusätzliche Möglichkeiten bei schwingungsfähigen Achsen mit niederen Resonanzfrequenzen und mechanischen Losen. Kompakte und dynamische Synchron-Servomotoren
Dynamik und Genauigkeit: Servoverstärker in komplexen Verpackungsmaschinen
-
-
Skalierbare IPC-Plattform
Spectra bietet mit der MD-3000-Serie von Cincoze eine modulare Embedded-Computer-Plattform an, die speziell für Machine-Vision-Anwendungen ausgelegt ist.
-
Retrofit für die Industrie 4.0
So lassen sich alte Steuerungen wirtschaftlich OPC-UA-fähig machen
Viele Produktionsanlagen arbeiten noch mit Steuerungen, die seit Jahrzehnten zuverlässig ihren Dienst verrichten. Für Industrie-4.0-Anwendungen müssen diese Systeme jedoch zunehmend in moderne Datenarchitekturen eingebunden werden. Retrofit-Lösungen ermöglichen es,…
-
KI perfektioniert Phishing-Angriffe – von personalisierten Mails bis zu Voice Cloning
Wenn Maschinen Vertrauen imitieren
Die KI generiert nicht nur immer neue Hacker-Tools, sondern verbessert die Glaubwürdigkeit von Phishing Mails durch perfide Tricks. Doch auch die Gegenseite rüstet sich mit KI-Tools gegen digitale…
-
Interview: Wie neue EU-Regularien Maschinenbauer zu sicheren Kommunikationsarchitekturen zwingen
„Cybersecurity ist heute keine Option mehr“
Mit neuen regulatorischen Vorgaben wie dem Cyber Resilience Act steigt der Druck auf Maschinenbauer und Gerätehersteller, Cybersecurity systematisch in ihre Produkte zu integrieren. Gleichzeitig eröffnet eine sichere Kommunikationsinfrastruktur…
-
ABB Robotics ernennt neuen Cluster-Manager für DACH-Region
ABB Robotics hat Marc-Oliver Nandy zum Cluster-Manager für die DACH-Region ernannt.
-
Für sichere Maschinennetzwerke
Industrial Security-Gateway und Maschinenfirewall
Sichere Maschinennetzwerke werden mit den aktuellen Vorgaben der Europäischen Maschinenverordnung und der IEC62443…
-
Für die DACH-Region
Schneider Electric: Neuer Vice President Secure Power
Schneider Electric hat Marco Geiser zum neuen Vice President Secure Power DACH ernannt.
-
Yaskawa strukturiert Führungsspitze in Europa um
Yaskawa hat eine Neustrukturierung der Geschäftsführung in seiner europäischen Zentrale vorgenommen.
-
Lebensmittelkonformer Oberflächenschutz
Aluminium-Antriebe
Mit NXD Tuph von Nord Drivesystems können Anwender auch in hygienesensiblen Applikationen von…
-
Für datenintensive Industrieumgebungen
1HE-Rack-PC
Für PXI-Testsysteme, Echtzeitanwendungen und die Industrieautomation sind hohe Datenraten, geringe Latenzen und flexible…
-
Spürbarer Dämpfer in den Bestellungen
Maschinenbau-Auftragseingang im Februar
Der Auftragseingang im Maschinenbau ist im Februar abermals gesunken und die Stimmung der…
-
Feldbuskoppler
Feldbus und Anzeige konsequent integriert
In Profinet-basierten Anlagen übernimmt das PN220 von Motrona die Funktion eines Feldbuskopplers und…
-
Seit März
Hannover Messe erhält eigenen Geschäftsbereich
Zum 1. März hat die Deutsche Messe einen eigenständigen Geschäftsbereich eingerichtet, der sich…
-
Ifo-Konjunkturumfrage
Unternehmen planen mit höheren Preisen
Deutlich mehr Unternehmen in Deutschland planen mit höheren Preisen.
-
Ann Fairchild neue CEO
Siemens USA unter neuer Leitung
Siemens hat Ann Fairchild zur neuen Geschäftsführerin von Siemens USA ernannt.
-
IO-Link Safety: Sicherheit vernetzt im Feld
Die Automation ändert sich rasant – sicherheitstechnische Anforderungen ebenso. Mit IO-Link Safety entsteht…
-
Mit integrierter Sicherheitstechnik
MDR-Controller für die Intralogistik
Die IP54-geschützten MDR-Controller EP741x von Beckhoff sind je nach Bedarf mit und ohne…
-
Professor Dr. Jörn Müller-Quade
Wibu-Systems beruft Kryptografie-Experten in Aufsichtsrat
Wibu-Systems hat Professor Dr. Jörn Müller-Quade in den Aufsichtsrat berufen.
-
IFR stellt Preisträgerinnen vor
Women in Robotics 2026
Um Frauen in der Robotikbranche mehr Sichtbarkeit und Anerkennung zu verschaffen, hat die…
-
Gemeinsam zum vollständig integrierten Automatisierungs-Stack
Salz Automation und Tele vereinbaren Partnerschaft
Salz Automation und Tele Haase Steuergeräte gehen in ihrer Partnerschaft einen entscheidenden Schritt…
-
3D-Druck
Harting eröffnet Zentrum für 3D-Druck
Harting hat in seinem Werk Rahden ein „Center of Competence Additive Manufacturing“ eröffnet.
-
Mikko Soirola
Neuer CEO für Elisa Industriq
Mikko Soirola startet als neuer CEO bei Elisa Industriq.
-
Drehkreuz in Südamerika
Wika eröffnet neues Werk in Brasilien
Wika hat Mitte März ein neues Werk am Standort Boituva in Brasilien eröffnet.
das könnte sie auch interessieren
-
Warum KI im Mittelstand einen neuen Ansatz braucht
Vom Hype zur Wirkung
-
Klaus Conrad – Unternehmer, Visionär, Möglichmacher
90 Jahre Pioniergeist
-
Miniatur-Sensoren realisieren hohe Reichweiten
So weit, so klein
-
Dank Binnenmarkt
Deutsche Elektroexporte mit Plus auch zum Jahresbeginn
















