Servoantriebe und Kompaktsteuerungen für Großformat­schneider

Spezialpapiere lassen sich mit dem Rotationsquerschneider RQS-V von BW Papersystems einfach verarbeiten. Seine Besonderheit: hohe Papiergeschwindigkeiten und schnelle Formatwechsel. Damit der Zuschnitt reibungslos funktioniert, setzt der Maschinenbauer auf Servoantriebe und Steuerungstechnik von AMKmotion.

Vom Pharma-Beipackzettel über Backpapier bis hin zu Ausweisdokumenten –Spezialpapiere sind überall. Doch in der Verarbeitung sind sie anspruchsvoll: Niedrige Grammaturen von 30 bis 40 Gramm pro Quadratmeter oder Beschichtungen verlangen dem Handling einiges ab. Viele Hersteller produzieren Spezialpapiere meist in zahlreichen unterschiedlichen Kleinserien.

Gerade für diese Anwendungen mit häufigen Formatwechseln ist der Questec Rotationsquerschneider RQS-V prädestiniert. Der formatflexible Hochgeschwindigkeits-Querschneider zeichnet sich durch einen innovativen Bogentransport per Luft aus. Er verarbeitet effizient leichte Papiersorten für Packungsbeilagen, Nassklebeetiketten, In-Mould-Etiketten oder kratzempfindliche Kunststofffolien. Durch eine Produktionsgeschwindigkeit von 400 Metern pro Minute und extrem kurze Anfahrrampen eignet sich die Maschine ideal für kleine Chargen und wiederholende Auftragswechsel.

Der RQS-V wurde ursprünglich von Questec entwickelt. Die Marke gehört seit 2018 zu BW Papersystems. Das globale Unternehmen beliefert die Wellpappen-, Papierverarbeitungs- und Verpackungsbranche, aber auch die Schreibwaren-, Buchbinde- und Sicherheitsdokumentenindustrie. BW Papersystems hat Kunden in mehr als 120 Ländern rund um den Globus und beschäftigt derzeit etwa 1.800 Mitarbeiter.

Die spezielle Rotationsquerschneide-Technologie von Questec ergänzt das Portfolio von BW Papersystems perfekt. Damit lassen sich leichte Papiere und Folien beschädigungsfrei auf das richtige Maß schneiden. Der Clou: Der Bogentransport erfolgt per Luft. Diese berührungslose Air-Stream-Förderung ohne Bänder oder Rollen eliminiert Markierungen und verhindert hochstehende Ecken, sogenannte Eselsohren, oder verrutschte Bogen. „Das Papier wird quasi getragen und nicht geschoben“, erklärt Dirk Puttkammer. Der Entwicklungsingenieur am Hamburger Standort von BW Papersystems arbeitet gerade wieder an zwei neuen Anlagen, die in den nächsten Monaten zu den Kunden gehen werden. Etwa ein bis drei Querschneider vom Typ RQS-V in unterschiedlichen Größen produziert das Unternehmen pro Jahr. „Außerdem bremst Luft das Papier an der Ablage ab und drückt den Bogen nach unten, um Platz für den nächsten Bogen zu schaffen. Es entsteht eine Art Schuppenstrom, der Beschädigungen an den Bogen vermeidet“, veranschaulicht Puttkammer.

Bei Geschwindigkeiten bis 400 Metern pro Minute schneidet die Maschine die Bogen zuverlässig und legt sie sanft auf dem Stapel ab. Die Querschneidetechnologie mit dynamischem Antrieb ermöglicht einen sauberen, präzisen Schnitt mit einer Schnitttoleranz von ± 0,15 Millimetern pro 1000 Millimeter. Die hohe Geschwindigkeit und Präzision machen die Regelung anspruchsvoll. „Wir haben hervorragende Erfahrungen mit den Komponenten von AMKmotion gemacht“, erzählt Puttkammer. „Das gilt für die Servoantriebe ebenso wie für die Steuereinheiten.“

Seine hohe Zuverlässigkeit verdankt der Querschneider acht AMKmotion Synchron-Servomotoren der Baureihe DT und DTK, die die Walzen drehen und durch AMKmotion-Wechselrichter angetrieben werden. Diese Standardantriebe arbeiten zuverlässig, sind robust und langlebig. Die besondere Kompetenz zeigt der Motion-Spezialist jedoch bei der Leistungselektronik: Das Servo-Antriebssystem KE/KW besteht aus Kompakteinspeisung (KE) und Kompaktwechselrichter (KW) und baut extrem platzsparend. Die digital arbeitenden Kompaktwechselrichter-Module KW regeln die Antriebe im Vier-Quadrantenbetrieb präzise und mit hoher Dynamik. Sie sind multifunktional über verschiedene Feldbusse zur übergeordneten Steuerung vernetzbar.

Der RSQ-V nutzt die Modelle KW8, KW10, KW20, KW40, KW150 und KW70. Letzteres ist kein Standardprodukt, sondern eine optimierte Variante des KW60, die mehr Strom liefern kann. „BW Papersystems setzt unser etabliertes System ein, das schon sehr lange verfügbar ist, aber ständig weiterentwickelt wird. Wir passen die modularen Reglerkarten immer wieder an aktuelle Anforderungen an. So können unsere Kunden den Aufbau der Maschine sehr lange beibehalten“, sagt Stefan Hildebrandt, Key Account Manager bei AMKmotion.

Dabei profitieren Maschinenbauer wie BW Papersystems auch vom geringen Platzbedarf der Komponenten. Das Modell KW150 besitzt beispielsweise die schlanken Maße von 425 Millimetern Breite, 320 Millimetern Höhe und 228 Millimetern Tiefe. Die KE/KW-Serie besteht aus den mit Abstand kompaktesten Geräten in dieser Leistungsklasse auf dem Markt.

Im RQS-V kommen außerdem zwei Doppelwechselrichter-Module des Typs KWD5 mit einem Leistungsbereich von 2 × 5 Kilovoltampere aus AMKmotions KWD-Reihe zum Einsatz. Sie enthalten jeweils zwei unabhängige KW-Wechselrichter in einem Gehäuse und bilden damit eine kostengünstige und sehr kompakte Lösung für Servoantriebe kleiner Leistung. Die KWD-Reihe ist für die Leistungsbereiche 2 × 1 Kilovoltampere, 2 × 2 Kilovoltampere und 2 × 5 Kilovoltampere verfügbar, die integrierte Sicherheitsfunktion „STO“ ist bis PL e gemäß EN ISO 13849-1 vorhanden.

Neben den acht Servomotoren am Querschneider steuert das System auch die Gebläse, die die Papierbögen mit Über- und Unterdruck sicher zum Ziel befördern.

Eine flüssigkeitsgekühlte Kühlplatte schützt die Wechselrichter im Schaltschrank vor Überhitzung und führt die Wärme effizient ab. Diese Flüssigkühlung lässt sich sehr viel kompakter aufbauen als eine Lüftungskühlung. „Dass AMKmotion für uns ein wichtiger Anbieter von Steuerungstechnik ist, zeigt sich auch daran, dass in einem Schaltschrank ausschließlich AMKmotion-Produkte verbaut sind“, betont Puttkammer.

AMKmotion ist seit langem geschätzter Zulieferer für die Questec-Maschinen. „AMKmotion hat als eines der ersten Unternehmen digitale Regler angeboten“, blickt Dirk Puttkammer zurück. „Die Geräte sind kompakt, und mehrere Antriebe können als Multiachssystem im Verbund gefahren werden – das überzeugt damals wie heute.“

BW Papersystems erhält außerdem von AMKmotion verschiedene Reglerkarten, die genau auf die Anwendung abgestimmt sind. Das spart Kosten und optimiert die Funktionen für den individuellen Anwendungsfall. AMKmotion hat eine große Auswahl dieser Reglerkarten im Portfolio. Damit können Kunden wie BW Papersystems eine passgenaue Lösung wählen – zum Beispiel gibt es Varianten für Safety-Anwendungen oder für Einkabellösungen. Das Bussystem EtherCAT dient als Schnittstelle zur AMKmotion-Steuerung.

„Die Zusammenarbeit mit AMKmotion funktioniert reibungslos. Ich kenne alle Ansprechpartner persönlich und sollten Probleme auftreten, erhalte ich schnelle und kompetente Hilfe – notfalls sogar am Feiertag“, fasst Puttkammer die guten Erfahrungen mit den gemeinsamen Projekten zusammen. „Service und Beratung sind einfach klasse.“ Außerdem sei das gute Preisleistungsverhältnis natürlich ein weiterer Aspekt, der die ausgezeichneten Produkte noch attraktiver mache.

Zudem spricht die langfristige Verfügbarkeit der Produkte für AMKmotion. Als Erstausrüster (OEM) garantiert das Unternehmen seinen Kunden die Versorgung mit Ersatzteilen. „Unsere Maschinen laufen 30 oder 40 Jahre – in so langen Zeiträumen kann immer mal etwas kaputt gehen. Deshalb ist es so wichtig für uns, dass wir unseren Anwendern auch nach Jahrzehnten noch Reparaturen anbieten können. Auch dabei unterstützt uns AMKmotion“, sagt Puttkammer.