IO-Link Wireless Module der Zimmer Group erleichtern die Kommunikation ohne aufwändige Leitungsführungen. (Bild: Zimmer)
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 eine schnelle Diagnose von Problemen. IO-Link Wireless setzt neue Maßstäbe für eine effiziente und zuverlässige Datenübertragung ohne störende Kabel.
Vorteile von drahtloser 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, da die passende Leitung nicht immer am Roboterarm 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 nicht nur die Zuverlässigkeit von Robotern, sie macht auch 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 wiederum die Produktivität und Effizienz der Anlagen.
In Zusammenarbeit mit dem Anlagenbauer ROTZINGER PharmaPack GmbH hat die Zimmer Group eine Multi-Carrier-Zuführung mit 32 Greifern der Serie GEP2000 ausgerüstet. Konkret ging es um das Handling von 300 g schweren Keksverpackungen. Die Lösung der Zimmer Group zeigt, wie die Komplexität und Flexibilität dieses Prozesses durch IO-Link Wireless verbessert werden konnte.
Frei positionierbar und kabellos
Die Firma ROTZINGER PharmaPack GmbH benötigte für eine Multi-Carrier-Anlage zur Handhabung von einzelnen Keksverpackungen ein Greifersystem, das den Anforderungen an Linearantriebe gerecht werden sollte. Insbesondere 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 hier schnell zur Störkontur im Prozessablauf werden, insbesondere wenn, wie in diesem Fall, eine Vielzahl von Endeffektoren zum Einsatz kommt.
Darüber hinaus ist wie bei allen modernen Automatisierungslösungen auch bei Umlaufsystemen ein Höchstmaß an Flexibilität gefordert. Statisch montierte Kommunikationsmodule für die beweglichen Endeffektoren verhindern einen reibungslosen Prozessablauf, da die zu greifenden Werkstücke zu einem bestimmten Zeitpunkt in der richtigen Position sein müssen. Für eine maximale Produktivität muss das System flexibel sein und eine Abfrage über den Endeffektor ermöglichen, um Werkstücke variabel zu greifen. Die Herausforderung bestand also 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 der Greifer 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 weitere wichtige 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: der GEP2010 als Lösung
Die Zimmer Group hat diese Herausforderungen mit dem GEP2010 gelöst. 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 dabei für eine effektive und sichere Kommunikation zwischen den Partnern. Der Datenaustausch erfolgt innerhalb weniger Millisekunden. Durch diese schnelle Datenübertragung kann die vom Kunden geforderte Taktzeit problemlos erreicht werden. Die 32 Einzelgreifer werden über eine kontaktlose Stromzuführung einfach mit Energie versorgt. In der Multi-Carrier-Anlage der ROTZINGER PharmaPack GmbH kommen weitere Vorteile der Baureihe GEP2000 zum Tragen: Der GEP2010 überzeugt durch seine kompakte Baugröße bei gleichzeitig großem Hub. Gleichzeitig zeichnet sich die elektrische Greiferserie durch eine lange 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 bei Bedarf. Darüber hinaus minimiert die drahtlose Informationsübertragung mögliche Fehlerquellen durch Kabelbruch und den damit notwendigen Austausch von Verschleißteilen. Darüber hinaus bietet die vorhandene Schnittstelle zwischen den Modulen ein Höchstmaß an Flexibilität, wodurch viele weitere Einsatzmöglichkeiten, beispielsweise in der Pharmaindustrie, Konsumgüterindustrie oder Intralogistik denkbar sind.
Ein Überblick über die Technologie
Das Wireless-Portfolio der Zimmer Group, bestehend aus Master, Gateway, Bridge und Hub sowie 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 einige Möglichkeiten und Vorteile, z.B. können bis zu vier IO-Link-Geräte schnell implementiert werden, aber auch der Einsatz von bis zu sechs Digital I/O-Geräten ist möglich.
Das Gegenstück zur Bridge für die drahtlose Kommunikation sind die Master und Gateways. Die Gateways fungieren ebenfalls als IO-Link Master und sind primär für die Hutschienenmontage im Schaltschrank vorgesehen. Die Master hingegen 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 Kunden 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 revolutioniert die industrielle Kommunikation durch drahtlose Effizienz und Flexibilität. Die Datenübertragung erfolgt zuverlässig und garantiert die gleiche hohe Kommunikationsstabilität mit einer Paketfehlerrate von nur 10-9 wie bei der drahtgebundenen 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 acht Mal 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 so zur Produktivitätssteigerung beitragen.
