Von bunt über glänzend bis metallisch – Kosmetikprodukte leben von ihrem Aussehen. Diese Veredelungen werden mit einem Verfahren namens Heißfolienprägung auf die Verpackung aufgetragen. Technoshell verfügt über 30 Jahre Erfahrung bei der Entwicklung und Herstellung von Heißfolienprägemaschinen. Die 17-jährige Zusammenarbeit mit B&R hat der Firma geholfen, die Grenzen traditioneller Prägeverfahren zu sprengen. „Der erste Eindruck ist in der Kosmetikindustrie sehr wichtig“, sagt der technische Direktor von Technoshell, Nikhil Baste. „Daher legen Unternehmen viel Wert auf die Verpackung ihrer Produkte.“ Gleichzeitig stehen Maschinenhersteller unter dem Druck, ihre Verpackungslinien immer effizienter zu gestalten. Für Technoshell war daher bei der Entwicklung der neuen Heißfolienprägemaschine TSMglitter-60 klar: Der Durchsatz muss steigen und die Präzision bei der Prägung von gekrümmten Oberflächen muss höher werden.
Präzision auf allen Ebenen
Bei der Heißfolienprägung werden farbige, glänzende oder metallische Designs von einer Trägerfolie durch Hitze und Druck auf Produkte oder Verpackungen übertragen. Die Qualität dieses Vorgangs hängt von der präzisen Ausrichtung der Folie, des Prägestempels und der Produkte ab. Das ist bereits bei einer ebenen Fläche nicht einfach. Ist die Oberfläche des Produkts (wie bei vielen Kosmetiktuben) auch noch gekrümmt, spielt die Positioniergenauigkeit eine noch größere Rolle. Um eine hohe Präzision zu erreichen, muss Technoshell die Ausrichtung der Tube ganz exakt erfassen – sowohl radial (parallel zur Rotation der Tube) als auch axial (senkrecht dazu). Anschließend müssen die gewonnenen Informationen ohne Verzögerung mit den Antriebsachsen synchronisiert werden. Nur so lässt sich der gewünschte hohe Durchsatz erreichen.
Vision Integration in die Maschinensteuerung
Gemeinsam mit B&R hat Technoshell diese Herausforderungen gelöst und eine der weltweit ersten Heißfolienprägemaschinen entwickelt, bei der die Bildverarbeitung vollständig in die Maschinensteuerung integriert ist. „Dadurch lassen sich Maschine und Kamera perfekt synchronisieren“, erklärt Baste. Das Vision-System von B&R erkennt die Position der Tube in axialer und radialer Dimension und vergleicht die Daten mit einem Beispielbild. Die Maschine erkennt selbst kleinste Positionsabweichungen und kompensiert diese automatisch, um ein optimales Prägeergebnis zu erzielen. Die B&R-Kamera ist mit Leuchten in unterschiedlichen Farben ausgestattet. So kann jede Tube in genau der Farbe angeleuchtet werden, die den größtmöglichen Kontrast erzielt, sodass immer eine zuverlässige Bilderkennung garantiert wird. Mit den Acopos-P3-Servoantrieben von B&R lässt sich die Antriebssteuerung auf nur einem Drittel der Schaltschrankfläche realisieren. Ein Panel PC 3100 vereint zudem PC und Bediengerät in einem einzigen Gehäuse. „So konnten wir die Anzahl der Automatisierungskomponenten reduzieren und sowohl den Platzbedarf als auch die Kosten minimieren“, so Baste. „Da alle Automatisierungskomponenten über ein einziges Powerlink-Netzwerk verbunden sind, arbeitet die TSMglitter-60 perfekt synchronisiert.“ Die B&R-Software Automation Studio ermöglicht es den Technoshell-Ingenieuren, die Visionlösung zusammen mit dem Rest der Maschinenautomatisierung in einer einheitlichen Entwicklungsumgebung zu implementieren. „In Automation Studio sind alle Aspekte der Automatisierung vereint – vom Engineering über die Versionsverwaltung bis hin zur Inbetriebnahme und Diagnose. Das ist eines der Highlights von B&R, das uns immer wieder aufs Neue fasziniert.“
Fazit
Mit dem Vision-System von B&R erreicht die Heißfolienprägemaschine problemlos ihre Zielgeschwindigkeit von 60 Tuben pro Minute und liefert dabei eine Präzision von ±0,1mm axial und ±0,15mm radial. „Die TSMglitter-60 bietet ein weltweit einzigartiges Preis-Leistungsverhältnis“, so Baste. „Das integrierte Vision-System von B&R ermöglicht es, die Prägegenauigkeit um 40% zu erhöhen und den Durchsatz um 20% zu steigern.“ „Durch die langjährige Zusammenarbeit mit B&R sind wir immer vorn dabei, wenn es um neue Entwicklungen in der Automatisierungstechnik geht. So waren wir in der Lage, die Anforderungen der Industrie an Präzision, Produktivität, Verfügbarkeit und Wartung zu erfüllen“, sagt Baste.
