Beck Automation in Oberengstringen wurde 1934 gegründet und ist mit über 30 Jahren Erfahrung ein Pionier im Bereich der In-Mould-Labeling-Anlagen. Dabei reicht das Spektrum der Maschinen von kostengünstigen Basic-Anlagen bis hin zu kundenspezifischen Sondermaschinen. Aktuelles Beispiel für die innovativen Lösungen des familiengeführten Unternehmens aus der Schweiz ist eine 6-fach-IML-Anlage für das Dekorieren von Kunststoffdeckeln, deren Verwendung Nino Zehnder, Verkaufsleiter und Mitglied der Geschäftsleitung bei Beck Automation, erläutert: „Diese Anlage wird für Kunststoffverpackungen im Food-Bereich eingesetzt. Das gängigste damit hergestellte Produkt sind Deckel für 1-Liter-Dosen beispielsweise für Joghurt. Die gleiche Anlage kann aber auch die Dose selbst dekorieren.“

Die IML-Anlage entnimmt pro Prozessschritt jeweils sechs Labels aus einem Magazin, um sie dann in die offene Form der Spritzgießmaschine einzulegen.

© Beckhoff Automation

Beim In-Mould-Labeling wird ein bereits bedrucktes Etikett (Label) in ein Spritzgießwerkzeug (Mould) gelegt, welche die Form des gewünschten Endprodukts – zum Beispiel der Deckel einer Joghurtdose – hat. Anschließend wird plastischer Kunststoff in das Werkzeug gepresst. Im Werkzeug kühlt sich der Kunststoff ab, härtet aus, verbindet sich mit dem Label und bildet so schließlich das fertige Endprodukt. Dieser Prozess zeichnet sich laut Nino Zehnder gegenüber Folienbedruckung durch seine sehr hohe Flexibilität aus: „Aus Sicht von Losgröße-1-Fertigung und Industrie 4.0 eignet sich IML besonders gut für das Verpackungsdesign. Denn es muss hier bei Änderungen kein teurer und aufwendiger Prozess einer Druckmaschine umgestellt werden. Somit lassen sich bis zu 5000 Kunststoffdeckel pro Stunde und im Extremfall jeder davon mit einem neuen Dekor oder auch mit einem individuellen QR-Code produzieren.“

Für Präzision und lange Lebensdauer basiert die IML-Anlage auf einem soliden Stahlgestell. Platziert wird sie seitlich an einer Spritzgießmaschine. Das eigentliche Kern der Anlage ist ihr servogesteuerter Hauptarm. Dieser fährt in die offene Spritzgießform ein, entnimmt auf der einen Seite jeweils sechs fertige Deckel und legt gleichzeitig auf der anderen Formseite sechs neue Label für den nächsten Spritzgießprozess ein. Während dieses Prozesses bearbeitet die IML-Anlage die entnommenen Deckel, das heißt sie werden über ein Vision-System auf ihre Qualität hin geprüft und anschließend abgestapelt. Parallel dazu werden die nächsten sechs Label vereinzelt, um den Hauptarm für das folgende Einfahren in die geöffnete Spritzgießform zu bestücken.

„Der gesamte Zyklus mit jeweils sechs Kunststoffdeckeln dauert nur rund vier Sekunden“, verdeutlicht Nino Zehnder die Leistungsfähigkeit der IML-Anlage und ergänzt: „Zudem ist sie schnell und ohne großen Aufwand auf eine andere Deckelgröße, -form oder -anzahl umstellbar. Einen weiteren Vorteil ergibt der automatische Magazinwechsel, der ein Nachfüllen der Label ohne Prozessunterbrechung ermöglicht.“

Die Vorteile durch PC-basierte Steuerungstechnik

Für den Einsatz von PC-based Control hat Beck Automation sich bereits im Jahr 2011 entschieden, wie Christoph Jenni, Leiter der Software-Abteilung, erläutert: „Die PC-basierte Steuerungstechnik hat damals schon mit einigen grundsätzlichen Vorteilen überzeugt – beispielsweise durch den einfachen Remote Access für den Support unserer Anlagen direkt beim Kunden. Bei der Beckhoff-Lösung kam als nützliches Feature noch die Möglichkeit des Online Change dazu. Profitieren konnten wir verglichen mit der vorherigen SPS-basierten Lösung nicht zuletzt von der leistungsfähigen Achsansteuerung mit umfassenden Diagnosemöglichkeiten sowie vom Einsatz des schnellen Kommunikationsstandards Ethercat als Ersatz für die bisherige Einzelverdrahtung.“ Nino Zehnder ergänzt die spezifischen Vorteile eines Windows-basierten Systems: „Die entsprechende Offenheit sorgt für eine maximale Flexibilität. So lassen sich beispielsweise Datenauswertungen ohne großen Aufwand direkt als Excel-Tabelle abspeichern oder vielfältige Möglichkeiten für ein benutzerfreundliches HMI nutzen.“

Im Fokus stehen weiterhin die Modularität und gute Skalierbarkeit von PC-based Control, wie Christoph Jenni bestätigt: „Je nach Maschinengröße und -ausstattung lässt sich die Steuerungstechnik optimal anpassen, ohne dass ein großer Engineeringaufwand erforderlich wäre. So kann beispielsweise die Anzahl der Servoachsen problemlos an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Außerdem kommt PC-based Control ohne eine Begrenzung der Anzahl der I/O-Kanäle aus und lässt somit alle Möglichkeiten offen.“