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Bild: Siemens
Motion Control in der Praxis

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Individuell bedruckte Servietten

Text: Frank Matthias, Siemens
SDF, Hersteller von Schnitt-Druck-Falz-Spezialmaschinen, ist es gelungen, einen Tintenstrahldrucker in eine Serviettendruckmaschine zu integrieren. Den Bewegungen des Druckers müssen alle anderen Achsen präzise folgen, sonst leidet die Qualität. Die Lösung liegt sowohl in den verwendeten Komponenten als auch im Engineering-Tool.

Manche Momente geraten viel zu schnell in Vergessenheit. Der Sonnenuntergang am Meer, der stuntreife Sprung auf der Skipiste oder die Begegnung mit der Kuhherde auf der Alm. Nur die wenigsten schaffen es dauerhaft im Blick zu bleiben – sei es als Foto an der Wand oder im aufgestellten Bilderrahmen. Oder alternativ auf bedruckten T-Shirts oder Tassen, Fotobüchern oder Einladungskarten, die sich bei zahlreichen Dienstleistern ordern lassen.

Doch nun gibt es etwas, was man jeden Tag nutzen kann: Individuell bedruckte Servietten mit hoher Druckqualität zu einem guten Preis-Leistungs-Verhältnis auch bei kleinen Auflagen. Sie waren bislang vom Digitaldruck ausgeschlossen, da man es in der Vergangenheit nicht schaffte, das saugfähige Papier mit Tintenstrahldruckern zu bearbeiten.

Hohe Druckqualität

Mit der weltweit ersten digitalen Serviettendruckmaschine für Werbedruck sind hochwertige personalisierte Servietten in Kleinauflagen inzwischen Realität: Die Maschine bedruckt die Papiertücher auf Kundenwunsch vollflächig, in Fotoqualität und selbstverständlich lebensmittelecht mit einem Tintenstrahldrucker von Canon Océ. Die DigiPlus 430S, eine Entwicklung von SDF in Monheim, rollt in einem Arbeitsgang ab, druckt und schneidet. Über große Rollen führt die Maschine das Papier zu, das vor dem Druck durch Aufsprühen einer Flüssigkeit beschichtet und getrocknet wird. Dadurch wird die Oberfläche verdichtet und geglättet, was das Verlaufen der Farbe verhindert, ohne die Saugfähigkeit der Serviette zu beeinträchtigen. Nach dem Druck erhalten die Servietten ihre charakteristische Randprägung, werden geschnitten, gefaltet und in Stapeln von 10 bis 150 Stück an eine Verpackungsmaschine übergeben.

„Anders als bei Flexodruckmaschinen wird mit dem Drucker ein Fremdsystem in die Maschine integriert“, erläutert Günther Kluge, Konstruktionsleiter Elektrik bei SDF. „Der Drucker bildet die Leitachse, der alle anderen Achsen mit höchster Präzision winkelsynchron folgen müssen. Dies bringt zwangsläufig Störgrößen ins System, die ausgefiltert werden müssen, um exakt im Rapport zu bleiben.“ Herz der Antriebstechnik ist das Motion-Control-System Simotion D445-2 von Siemens. Es ist direkt in die Regelungsbaugruppe des Antriebssystems Sinamics S120 integriert. Dadurch ist das Gesamtsystem aus Steuerung und Antrieb kompakt und reaktionsschnell. Nur so gelingt es, trotz des hohen Tempos des Druckers auch den Achsverbund bei Geschwindigkeit und Winkelgenauigkeit synchron zu halten. Minimale Abweichungen würden bewirken, dass das Foto nicht mittig auf der Serviette platziert ist oder die Randprägung verrutscht.

„Bei dieser Anwendung konnten wir unsere Erfahrung mit dem System deutlich erweitern“, sagt Kluge. Neuland für SDF waren die Verwendung der Simatic S7-1500 und die Projektierung im TIA-Portal, in das erst mit der Version 4.4 von Scout das Engineering-System für Simotion integriert wurde. Ein wichtiger Punkt war die Einführung der fehlersicheren Controller-Variante Simatic S7-1500F. „Die Integration der Sicherheitsfunktionen in die Steuerung spart sowohl Verdrahtungs- als auch Projektierungsaufwand, weil für Standard- und Sicherheitsfunktionen die gleiche Programmiersprache genutzt wird“, sagt Kluge.

Für die Inbetriebnahme war das Display auf der CPU hilfreich, da sich darüber die Zustände aller angeschlossenen Profinet-Busteilnehmer auslesen ließen, im konkreten Fall die Ein-/Ausgänge der dezentralen Peripherie ET 200SP. Als weitere Komponenten kamen die Simatic-Key-Panels KP8F mit fehlersicheren Eingängen zum Einsatz. Über diese wurden alle Not­halt-Schalter verdrahtet. Die frei programmierbaren Tasten zeigen Anlagenzustände über fünf wählbare Farben an. Bedient und beobachtet wird die Maschine über ein hochauflösendes Simatic Comfort Panel TP1500. „Die Bedienoberflächen müssen weitestgehend selbsterklärend sein“, sagt Kluge, „das spart unseren Kunden Personalaufwand und erhöht die Wettbewerbsfähigkeit.“ Diese Kundenanforderungen sind durch die Speicherkapazität und die in das Simatic Comfort Panel integrierten Reader bestmöglich erfüllt worden.

Integration erhöht Effizienz

Die Projektierung im TIA-Portal hat Kluge besonders wegen der symbolischen Programmierung überzeugt. „Ändern sich Motor oder Last, lassen sich Grenzwerte verändern, ohne dass wir die Bausteine neu schreiben müssen“, sagt er. Dadurch lassen sich einmal erstellte Standards langfristig nutzen. Daneben benennt er die Integration von Automatisierungs- und Antriebstechnik in einem einzigen Projekt als weiteren Vorteil. „Dies erhöht die Übersichtlichkeit und steigert die Engineering-Effizienz deutlich“, so sein Fazit.

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