Laser-Kennzeichnung bei führendem

deutschen Papierhersteller

Seit fünfzig Jahren stellt die Papierfabrik Adolf Jass umweltfreundliche Papiere für Wellpappenverpackungen her. An den beiden Standorten Fulda und Rudolstadt-Schwarza sind es insgesamt 950.000 Tonnen pro Jahr. Die hier produzierten Wellenstoffe und Testliner haben ein Flächengewicht von 80 -~300 g/m² und sind zu 100% aus Altpapier hergestellt. Damit dem Kunden alle notwendigen Daten zur Verfügung stehen, werden die Papierrollen mit zwei unterschiedlichen Informationen versehen. Die erste ist ein Barcode auf einem Etikett, das mittig auf die Papierrollen geklebt wird, um das Scannen von einem Gabelstapler aus zu ermöglichen. Bei der zweiten Information handelt es sich um die Kennzeichnung auf den Stirnseiten. Hierzu wurde bei Jass in Fulda bis Ende 2010 ein Ink Jet Drucker eingesetzt. Eine ausgereifte Technologie, die in dieser Anwendung jedoch mit einigen Hürden zu kämpfen hatte.

Im Zuge einer Modernisierung der Anlage musste daher eine andere Lösung gefunden werden. Die neuen Anforderungen waren klar: Die Lesbarkeit der Rollendaten zu verbessern, die Instandhaltungskosten zu minimieren und gleichzeitig die Verfügbarkeit zu erhöhen. Darüber hinaus sollte ein Roboter eingesetzt werden, der für zwei Arbeitsprozesse ausgerüstet ist, damit die Papierrolle zur Kennzeichnung nur einmal positioniert werden muss. Das heißt, der Roboter soll sowohl das Etikett aufbringen als auch die Stirnseiten beschriften. Aber wie kann die Information auf die Stirnseiten aufgebracht werden, wenn ein Tintenstrahldrucker nicht mehr in Frage kommt? Die einzige effiziente Alternative ist ein Laser. Er bietet eine sehr gute Lesbarkeit, arbeitet ohne Verbrauchsmittel und ist nahezu wartungsfrei. Also genau die Lösung, die Jass angestrebt hat. Ein Laser zur Kennzeichnung auf Papier war aber ein Novum in der Papierbranche.

Nun war das Unternehmen Jass schon immer gut darin, neue Wege zu gehen. Und so war es auch mit dem Laser. „Die ersten Versuche haben gezeigt, dass die Kennzeichnung auf Papier mit einem Laser sehr erfolgversprechend ist“, erklärt Christoph König, Leiter der EMR Abteilung bei Jass. „Aber das großflächige Beschreiben der Stirnseiten konnte nur durch mehrfaches Positionieren des Lasers erreicht werden und das dauerte zu lange.“ Um dies zu verbessern, wurde ein weiterer Laser getestet, der dann letztendlich auch eingesetzt wurde: der REA JET CL CO₂ -Laser von REA Elektronik. Ein Unternehmen, das seit fast 30 Jahren Komplettlösungen für das berührungslose Kennzeichnen in der Industrie anbietet. Angefangen von Tintenstrahldruckern über Lasersysteme bis hin zur Signiertechnik. Was unterscheidet die REA-Lösung von anderen und was leistet sie in dieser Anwendung?

Der bei Jass eingesetzte Laser REA JET CL ist ein 30 Watt CO₂ -Laser mit modernster digitaler Ansteuerung der Ablenkspiegel. Lasereinheit und Controller sind am Roboterarm montiert. Die intelligente Steuerung des REA JET CL Lasers ermöglicht ein großflächiges Beschriften in der Bewegung, was zu einer deutlich reduzierten Zykluszeit führt. Schnelles Beschriften – eine der Hauptanforderungen bei Jass. Zum Standard Lieferumfang gehört ein im System integrierter Pilotlaser zum schnellen und einfachen Ausrichten. Der Controller ist mit einem Graphikdisplay ausgestattet und bietet eine intuitive Benutzerführung über Steuertasten und einen Drehknopf mit Tastfunktion. Die Schnittstellen reichen von USB über konfigurierbare digitale I/Os, bis hin zu Ethernet und erlauben damit auf Wunsch eine ferngesteuerte Bedienung des Systems. Damit ist der REA JET CL Laser auch für künftige Anforderungen gut gerüstet.

 

Der neu installierte Roboter von ABB ist so programmiert, dass er zunächst mit einer Vakuumplatte das Etikett aus dem Etikettierer übernimmt, es in der Mitte der Rolle positioniert und dann aufklebt. Dieser Etikettierer stammt aus dem Hause Teuto Systemtechnik, einer Beteiligungsgesellschaft von REA Elektronik. Im zweiten Arbeitsschritt werden die Informationen wie Grammatur, Gewicht, Auftragsnummer und Rollen-ID in je zwei Zeilen links und rechts von der zentralen Hülse mit dem Laser geschrieben - auf beiden Stirnseiten und mit einer Zeichenhöhe von 30 mm. Nach Beendigung der Beschriftung auf der einen Stirnseite schwenkt der Roboterarm mit dem montiertem Laser über die Papierrolle um die zweite Stirnseite identisch zu beschriften. Diese Kennzeichnung erfolgt so dicht wie möglich an der Hülse, damit die Informationen auch dann sichtbar sind, wenn bereits ein Großteil des Papiers abgewickelt ist. Hinzu kommen Pfeile, um die Abwicklungsrichtung für die Weiterverarbeitung anzuzeigen. Die Beschriftungstexte erhält der Laser per Ethernet Schnittstelle von einem übergeordneten Betriebsdatenerfassungssystem. Die Koordination zwischen Laserbeschriftung und der Bewegung des Roboterarms erfolgt über die digitalen I/Os des REA JET CL Controllers.

„Das Sicherheitskonzept des REA JET CL erlaubt die Einbindung in das Sicherheitssystem der Gesamtanlage gemäß den geltenden Normen und Richtlinien“, so der mit der Abnahme der Anlage beauftragte Sachverständige für Lasertechnik und Lasersicherheit Dr. Andreas Trautmann.

Der kombinierte Einsatz von Laserbeschriftung und Etikettierung mit einem Roboter läuft seit Januar 2011 und wurde von Jass nach geltender EU Maschinenrichtlinie zertifiziert. Es ist die erste Anwendung in der Papierindustrie, bei der ein Laser zur Kennzeichnung eingesetzt wird. Auch wenn die Investition zunächst höher ist - diese Kombination überzeugt laut Christoph König auf ganzer Linie: „Wir fahren aktuell an der Papiermaschine 3 eine Grammatur von 125-140 g/m² und erhalten mit dem Laser sowohl für Testliner als auch für Wellenstoff ein hervorragendes Schriftbild - und das bei einer Gesamtausrüstzeit von Etikettierung und Beschriftung von ca. 60 Sekunden/Papierrolle. Das ist eine Ersparnis von ca. 1 Minute zur vorhergehenden Anlage.

REA Elektronik GmbH

Teichwiesenstr. 1

D-64367 Mühltal-Waschenbach

Ansprechpartner: Hr. Dr. Torsten Rickes