RFID schließt Werkzeugfehler aus
Die Verpackungsautomation stellt eine wichtige Schnittstellenfunktion zwischen Hersteller und Konsument dar. Eine hohe Flexibilität und technisierte Produktionsabläufe charakterisieren weitestgehend die Branche. Ein sicherer Werkzeugwechsel mittels RFID in einer Verpackungsmaschine kann diese Flexibilität unterstützen. Dank bündig einbaubarer, reinigungsbeständiger Edelstahl-Transponder kommt ein RFID-System von Contrinex auch im Food-Sektor zur automatisierten Formaterkennung zum Einsatz.
Die Technologie der Radio Frequency Identification (RFID) ermöglicht die eindeutige Identifikation von Objekten mittels Datenträger. Sein Speicher enthält eine vordefinierte, unverwechselbare Nummer und einen Bereich zur Speicherung ergänzender Objektinformationen. Dazu dient die Schreib-/Lese-Einheit.
War die RFID-Technologie vor einigen Jahren noch ausschließlich IT-Experten vertraut, ist sie mittlerweile im Alltag vieler Industriebereiche angekommen.
Auch in der Verpackungsautomation kann diese Schlüsseltechnologie auf vielfache Weise einen Nutzen bringen: So beispielsweise zur Authentifizierung am Bedienterminal, zur elektronischen Etikettierung auf der produzierten Ware selbst, um für eine lückenlose Transparenz entlang der Lebensmittelwertschöpfungskette zu sorgen sowie zum Kennzeichnen von Werkzeugen in den Anlagen, wie im nachfolgenden konkreten Fall beschrieben.
Bei der Wahl des geeigneten RFID-Systems muss man immer die Physik untersuchen, die bei der Anwendung vorherrscht. So spricht eine metallhaltige Umgebung für die Wahl eines niederfrequenten Systems. Auftretende Interferenzen durch Reflektionen am Metall haben hier kaum Einfluss. Nachteil eines NF-Systems ist die relativ geringe Reichweite von nur wenigen Zentimetern.
Mit RFID-Systemen im höheren Frequenzbereich lassen sich zwar größere Reichweiten erzielen, jedoch ist ein Aufbringen der Tags direkt auf oder gar bündig im Metall wegen der beschriebenen Störeinflüsse nahezu unmöglich.
RFID-Träger aus Edelstahl
Da es sich im konkreten Fall um Maschinen für die Lebensmittelindustrie handelt, mussten bei der Auswahl geeigneter RFID-Komponenten auch hier bestimmte Randbedingungen erfüllt werden: Die RFID-Einheiten sind aufgrund der täglichen Reinigungen aggressiven Chemikalien ausgesetzt und müssen diese extreme Belastung überstehen. Außerdem müssen sie in der Edelstahlumgebung der Maschine störungsfrei funktionieren. Mit diesen Vorgaben machten sich die Entwickler der GEA CFS Bühl GmbH auf die Suche nach geeigneten RFID-Transpondern.
Versuche mit Kunststoff-Tags scheiterten aufgrund gehobener Hygieneansprüche. Bei anderen Fabrikaten gab es Probleme mit den oben beschriebenen Reflexionen durch die Edelstahlumgebung. Letztlich konnten die Ganzmetall-RFID-Datenträger und -Schreibleseköpfe aus Edelstahl von Contrinex die Anforderungen erfüllen:
GEA CFS entschied sich im Falle des TwinStar für Metalldatenträger (Typ RTM2160) mit M16-Gewinde und der Schutzart IP 68. Diese sind bündig einbaubar und können durch das Metallgehäuse hindurch beschrieben und gelesen werden. Die Speicherkapazität beträgt 120 Worte zu je 16 Bit. Zusätzlich besteht die Möglichkeit eines Passwortschutzes.
Die RFID-Werkzeugerkennung (RFC) unterstützt den Bediener und gewährt einen störungsfreien Lauf der Verpackungsanlage, die Umrüstung auf ein anderes Produkt kann zügig erfolgen. Denn die Tags enthalten alle erforderlichen Informationen über das Werkzeug. Diese Daten werden an die Maschinensteuerung weitergegeben.
Wird über die mittels RFID gelesenen Daten festgestellt, dass ein Werkzeugteil fehlt, die Werkzeuge nicht zusammen gehören oder falsche Parameter geladen wurden, informiert die Maschinensteuerung den Operator über den genauen Fehler. Erst wenn die korrekten Werkzeuge eingebaut und die richtigen Parameter geladen wurden, gibt die Maschine den Prozess frei und startet.
Felix Rug Contrinex GmbH www.contrinex.de
