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KennzeichnungssystemeVariable Drucktexte aus der Datenbank

Das Kennzeichnen von Produkten mit Logos, Texten und Codes zieht sich wie ein roter Faden durch fast alle Industriezweige. Ein hoher Durchsatz in Verpackungslinien erfordert aber auch eine schnelle Übertragung von Druckinformationen. Der Anwenderbeitrag von Dr. Peter Stipp zeigt wie eine anspruchsvolle Lösung mit unterschiedlichen Druckinhalten in Verbindung mit einer ERP-Datenbank aussehen kann.

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Kennzeichnungssysteme: Variable Drucktexte aus der Datenbank

Zur Automatisierung von Verpackungslinien gehört auch das Drucken von Produktinformationen, wie Texte, Codes und Logos. Die Auswahl an Drucksystemen ist zwar groß, eine Anbindung an Datenbanken und das Drucken unterschiedlicher Informationen im schnellen Wechsel aber eher selten ¿ auch bei Kennzeichnungssystemen. Eine solche Anforderung wird beispielsweise bei Ciba in Lampertheim in der Produktion von Lichtschutzstabilisatoren verlangt. Dies sind Additive, die Kunststoffen beigesetzt werden, um die Wirkung der UV-Strahlung zu reduzieren und damit die Haltbarkeit zu verbessern. Sie werden hier produziert, in Säcke abgefüllt und anschließend in Kartons verpackt.

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Die Verpackungsstation ist Anlaufstelle von zwei Fertigungslinien mit unterschiedlichen Produkten. Es muss also gewährleistet sein, dass die Kartons im Wechsel mit Label 1 oder Label 2 gekennzeichnet werden können; je nachdem welches Band die Ware anliefert. Denn sobald der Roboter mit dem Greifer den Sack von einem der beiden Bänder aufgenommen hat, wird der Karton mit den entsprechenden Daten dieses Produktes bedruckt und zur Ladeposition weiter geschoben. Dieser Anforderung war der ursprünglich eingesetzte Drucker nicht gewachsen, da die Zuweisung neuer Druckfelder beziehungsweise Variablen zu lange dauerte. Das heißt, die Geschwindigkeit der Verpackungslinien und die Abfüllstationen mussten entsprechend reduziert, beziehungsweise gestoppt werden. Erst nachdem der Drucker den neuen Text verarbeitet hatte und druckbereit war, liefen die Bänder wieder an. Von einem hohen Durchsatz konnte man also nicht mehr sprechen. Hinzu kam das Problem, dass der Aufdruck nicht mit Tinte sondern Heißwachs erfolgte, das nach längeren Pausen immer eintrocknete.

Die endgültige Entscheidung für ein neues Kennzeichnungssystem fiel mit der Notwendigkeit eines weiteren Labels im Zuge der SAP-Einführung. Da bisher zwei in einer Reihe nebeneinander platziert wurden, hätte der Platz für ein drittes nicht ausgereicht. Und ein weiterer Druckkopf für eine zweite Reihe war an diesem Drucksystem nicht vorgesehen. Damit waren die Hauptanforderungen an ein neues Kennzeichnungssystem klar: Ein Tintenstrahldrucker mit zwei Druckköpfen für eine Gesamthöhe von mindestens 140 Millimeter, ein Netzwerkprotokoll für eine schnelle Kommunikation, die Anbindung an eine Datenbank und die Kopplung mit der Produktions-SPS.

Kundenspezifische Softwarelösung

Die neue Lösung für die Verpackungslinie bei Ciba Lampertheim GmbH kommt aus dem Hause Rea Elektronik. Ein Unternehmen, das alle Bereiche der Drucktechnologie bedient. Angefangen von der Groß- und Kleinschrift, über hochauflösende Drucker (wie bei Ciba) bis hin zu HP-basierenden Varianten und Lasersystemen. "Ausschlaggebend für die Entscheidung war", so Karlheinz Mattern, Ingenieur in der Projektierung bei Ciba, ¿dass Rea ein All-in-One Paket anbietet und zudem schlüsselfertig aufbaut." Natürlich sind die Druckköpfe zugekauft, genau wie bei anderen Herstellern - aber Tintensysteme, Elektronik und vor allem die Software werden im Hause gefertigt, beziehungsweise entwickelt. Das Besondere der neuen Software DataCon liegt in der Integration verschiedener Datenbanken und Systeme, auch wenn sie "unterschiedliche Sprachen" sprechen. Die vorhandene Infrastruktur des Kunden kann also problemlos miteinander kommunizieren und Daten austauschen - eine der Voraussetzungen für eine schnelle und automatische Zuweisung von Druckinhalten.

Der bei Ciba eingesetzte Tintenstrahldrucker GK 768/256 von Rea ist für die Kennzeichnung auf saugfähigen Oberflächen konzipiert und ist standardmäßig mit einem Ethernetport ausgestattet. Seine Einbindung über TCP/IP in das Netzwerk ermöglicht eine schnelle Datenkommunikation und Produktgeschwindigkeiten bis 200 m/min. Der Schreibkopf hat eine Druckhöhe von max. 100 Millimetern, ist mit 256 ansteuerbaren Kanälen ausgestattet kann bis zu 42 Zeilen gleichzeitig drucken. Er beherrscht alle gängigen linearen und 2D Codes sowie ein 2D-Datamatrix Code (bei Ciba wird ein GS1 128 eingesetzt) Pro Schreibkopf stehen dem Betreiber bis zu 100 Variable (Texte und Logos) für die Verknüpfung mit der Datenbank zur Verfügung.

Auf Wunsch kann die Software sogar kundenspezifisch angepasst werden. Das ist der große Vorteil, wenn sie vom Hersteller selbst entwickelt wird. Diese Möglichkeit hat Ciba genutzt. Denn die Kartons werden nicht nur aus zwei Linien mit unterschiedlichen Produkten befüllt, jeder Karton erhält zusätzlich eine interne Sequenznummer. Auch diese sollte genau wie der Beschriftungstext bei einem Produktwechsel automatisch zugewiesen und in den Ablauf der Zuführ- und Verpackungslinien integriert werden. Die Aufgabe für Rea bestand nun darin, den Druckköpfen im richtigen Moment die richtigen Daten zuzuweisen. Das sieht dann folgendermaßen aus: Zunächst erfolgt ein Druckbefehl von der SPS über OPC an die Rea DataCon Software, beziehungsweise den Drucker-PC. Dieser greift über SQL auf die Access-Datenbank zu und übernimmt die benötigten Textelemente und Logos automatisch in die Drucklayouts. Damit stehen alle notwendigen Daten online zur Verfügung und fließen dynamisch in die laufende Produktion ein. Ähnlich verläuft es mit der Sequenznummer. Diese wird von der SPS verwaltet, ab einer definierten Startnummer hoch gezählt und ebenfalls dem Drucksystem übergeben.

Integriertes Reinigungssystem

Mit diesem Kennzeichnungssystem ist auch das zusätzliche Label kein Problem mehr. Zwei Druckköpfe werden übereinander montiert, erreichen somit 200 Millimeter und drucken die abgerufenen Texte und Logos in zwei Reihen. In der ersten stehen Produktname und Produktinformationen, die Batchnummer sowie Adresse der Firma und Notfallnummer. Die Gefahrguthinweise für Handling und Lagerung sowie entsprechende Symbole folgen in der zweiten Reihe. In das vorgegebene orangefarbige Feld auf dem Karton können bis zu zwei der produktabhängigen Warnsymbole gedruckt werden. Die Tinte ist nicht nur wisch- und kratzfest, sie ist auch seewasserfest. Ebenfalls eine Vorgabe von Ciba. Die Versorgung erfolgt über den Controller mit Kartuschen von 125 und 500 ml, die sogar während des Drucks gewechselt werden können. Interessant für den Betreiber ist das optionale Wartungsmodul, mit dem der Schreibkopf gereinigt wird, beispielsweise bei einer zu hohen Staubkonzentration in der Umgebungsluft - nur einmal drücken und der Reinigungsprozess läuft automatisch ab. Das reduziert den Wartungsaufwand auf ein Minimum und erhöht den Durchsatz in der Verpackung.

Die hier beschriebene automatische Zuweisung von Drucktexten mit der neuen Software DataCon ist für alle Kennzeichnungssysteme des Unternehmens geeignet. Der Betreiber hat also nicht nur die Möglichkeit zwischen verschiedenen Drucktechnologien zu wählen, diese können auch ohne Unterbrechung der Produktion miteinander kombiniert werden. Das erhöht die Flexibilität und damit den Automatisierungsgrad innerhalb der Produktion und der internen Logistik. Und noch eine gute Nachricht: Die ursprünglich für Ciba entwickelte kundenspezifische Software steht mittlerweile allen Kunden als Standardlösung zu Verfügung. Dr. Peter Stipp

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