Wie funktioniert eine Etikettiermaschine?

Funktionsprinzip der Etikettiermaschine: abrollen, ablösen, aufbringen

Eine Etikettiermaschine bringt Etiketten maschinell auf Produkte, Verpackungen oder Paletten auf und arbeitet dafür in drei Vorgängen: Sie rollt das Etikettenband ab, löst das Etikett an der Spendekante vom Trägermaterial und bringt es auf. Grundlage dieser maschinellen Etikettierung ist das Selbstklebeetikett, das auf einem Trägermaterial von der Rolle kommt.

Beim Abrollen wird die Etikettenrolle in die Maschine eingelegt, und der Antrieb zieht das Etikettenband zur Spendekante. Beim Ablösen trennt die Maschine das Etikett an der Spendekante selbstständig vom Trägermaterial; wo nötig, unterstützt Druckluft einen präzisen und faltenfreien Auftrag. Beim Aufbringen kommt das Etikett direkt von der Spendekante oder über einen Applikator auf die Oberfläche, und ein ausfahrbarer Spendearm, Rollen oder Bürsten sorgen dafür, dass es korrekt und fest sitzt. Das leere Trägermaterial wickelt die Maschine wieder auf.

Die drei Vorgänge gelten für jede Etikettierung mit Selbstklebeetiketten, vom halbautomatischen Etikettierer am Arbeitsplatz bis zur Anlage in der Produktionslinie. Die Bauformen unterscheiden sich darin, was vor und nach dem Ablösen geschieht: ob ein Druckwerk das Etikett erst bedruckt, ob ein Applikator es aufsetzt und wer den Vorgang auslöst. Eine Sonderform ist der Steck-Etikettierer WILUX System PAS1402: Er bedruckt nicht klebende Etiketten ab einer Endlospapierrolle, schneidet sie und steckt sie in Mehrweg-Kunststoffbehälter ein.

Baugruppen im Materialweg: Abrollung, Antrieb, Druckwerk, Spendekante, Applikator, Aufwicklung

Im Materialweg liegen die Abrollvorrichtung mit Vorholpendel und Bandbremse, der Schrittmotor, das optionale Inline-Druckwerk, die Spendekante, der optionale Applikator und die Wiederaufrollvorrichtung für das Trägermaterial, dazu Steuerelektronik und Bedienpanel. Die Datenblätter des Etikettierkopfs WLS-III und des WILUX Systems PLS41xx führen diese Baugruppen als Hauptkomponenten.

• Abrollung: Die Abrollvorrichtung mit Vorholpendel und Bandbremse trägt die Etikettenrolle, beim WLS-III bis 400 mm Durchmesser; Bordscheiben aus Makrolon oder Aluminium fassen die Rolle seitlich.
• Antrieb: Ein Schrittmotor zieht das Etikettenband vor, beim WLS-III mit einer Spendegeschwindigkeit, die stufenlos bis 40 m/min regulierbar ist, abhängig von der Etikettenbreite. Beim WILUX System PAS42xx treibt das Druckwerk das Band an.
• Druckwerk: Bei Systemen zum Drucken und Spenden sitzt ein Inline-Thermotransferdrucker im Materialweg, beim PLS41xx aus den Familien Carl Valentin SPX II, TSC PEX-2000 oder cab PX-Q; ein Schlaufenpendel synchronisiert Druckwerk und Etikettierkopf.
• Spendekante: Über die Spendekante wird das Etikett vom Trägermaterial abgelöst; beim WLS-III ist sie beweglich oder starr, optional mit Magnet- oder Pneumatik-Unterstützung.
• Applikator: Der Applikator nimmt das abgelöste Etikett mit einem Saugstempel auf und setzt es auf das Produkt, oder er schiesst es mit Druckluft berührungslos auf. Beim WLS-III gibt es als Optionen einen Pneumatik- oder Elektroadapter zur Etikettierung im Stillstand und einen Düsenadapter für das berührungslose Aufschiessen im Durchlauf.
• Aufwicklung: Die Wiederaufrollvorrichtung wickelt das leere Trägermaterial auf.
• Steuerung: Die Steuerelektronik ist beim WLS-III komplett im Etikettierkopf integriert; das Bedienpanel mit Touchscreen speichert jobabhängige Parameter, und das Grundmodul gibt es in Rechts- oder Linksausführung.

Wie das Druckwerk selbst das Druckbild erzeugt, mit Thermodruckkopf, Druckwalze und Farbband, erklärt der Artikel zur Funktionsweise des Etikettendruckers.

Spendevorgang Schritt für Schritt: vom Startsignal bis zum aufgebrachten Etikett

Ein Spendevorgang läuft in sechs Schritten: Startsignal, Vorschub des Etikettenbands, Druck bei Systemen mit Druckwerk, Ablösen an der Spendekante, Aufbringen und Aufwickeln des Trägermaterials; optional folgt eine Kontrolle von Etikett und Barcode. Jeder Schritt gehört zu einer Baugruppe im Materialweg.

1. Startsignal: Ein externes Startsignal, bei der vollautomatischen Maschine über I/O-Kommunikation von der übergeordneten Steuerung, oder ein Fuss- oder Handtaster löst den Vorgang aus.
2. Vorschub: Der Antrieb zieht das Etikettenband vor, bis das nächste Etikett an der Spendekante in Position steht.
3. Druck: Bei Systemen zum Drucken und Spenden oder zum Drucken und Applizieren bedruckt das Inline-Druckwerk das Etikett mit den variablen Daten.
4. Ablösen: An der Spendekante löst sich das Etikett vom Trägermaterial.
5. Aufbringen: Das Etikett kommt direkt von der Spendekante oder über den Applikator auf das Produkt.
6. Aufwickeln: Die Wiederaufrollvorrichtung nimmt das leere Trägermaterial auf.

Kontrollen sind Optionen: Beim WILUX System PAS42xx prüft ein Lichttaster, ob das Etikett auf dem Saugstempel liegt, und nach dem Druck prüft die Option Scanner-RAP bei PAS42xx und PALSET PAS43xx die Lesbarkeit der gedruckten Barcodes. Wo das Etikett sitzt, legen die Parameter der Maschine fest; beim WILUX System DLS3102 PA/PS gehören die Etikettenposition an der Spendekante, die wegabhängige Etikettenplatzierung und ein vollautomatischer Lichtschrankenabgleich zu den Bedienfunktionen.

Applikation im Stillstand und im Durchlauf: Adapter, Saugstempel, Druckluft

Im Stillstand setzt ein Pneumatik- oder Elektroadapter das Etikett mit einem Saugstempel direkt auf das stehende Produkt; im Durchlauf schiesst ein Düsenadapter es berührungslos auf, oder ein Mitlaufadapter bringt es mit einstellbarer Andruckkraft an. Die Etikettierung im Stillstand ist erste Wahl bei höchster Positionsgenauigkeit, empfindlichen Produkten und niedrigen Taktzeiten, die Etikettierung im Durchlauf kommt ohne Produktstopp aus und trägt hohe Taktzeiten und kontinuierliche Prozesse.

Vier Adapter und die Mitlaufspendung bringen das Etikett auf das Produkt. Im Stillstand setzen Pneumatikadapter und Elektroadapter das Etikett mit einem Saugstempel, der an das Etikettenformat angepasst ist, direkt auf das stehende Produkt; Stützluft sorgt für eine saubere Abspendung. Im Durchlauf schiesst der Düsenadapter das Etikett berührungslos und pneumatisch mit einstellbarer Aufschussdistanz auf, während der Mitlaufadapter den Saugstempel pneumatisch abschwenkt und das Etikett mit einstellbarer Andruckkraft anbringt. Ohne Applikator arbeitet der Etikettierkopf WLS-III standardmässig mit schrittmotorgesteuerter Mitlaufspendung für kontinuierliche Linien. Der Stillstand ist erste Wahl bei höchster Positionsgenauigkeit, empfindlichen Produkten und niedrigen Taktzeiten, der Durchlauf bei hohen Taktzeiten und kontinuierlichen Prozessen.

Pneumatikadapter und Elektroadapter im Stillstand

Pneumatikadapter und Elektroadapter sind Applikatoren für die Etikettierung im Stillstand: Sie sind am Grundmodul angebaut, halten das Etikett auf einem Saugstempel, der an das Etikettenformat angepasst ist, und setzen es direkt auf das Produkt, während Stützluft für eine saubere Abspendung sorgt. Der Pneumatikadapter arbeitet pneumatisch, der Elektroadapter elektrisch, und die Hublänge wird an die Projektanforderungen angepasst. Beim WILUX System PAS42xx gibt es den Pneumatikadapter auch gefedert mit integrierten Näherungssensoren und in Kombination mit einem Düsenadapter; beide Adapter lassen sich um eine höhenvariable Etikettenapplikation und eine Anwesenheitskontrolle des Etiketts auf dem Saugstempel erweitern.

Düsenadapter und Mitlaufadapter im Durchlauf

Düsenadapter und Mitlaufadapter bringen das Etikett auf, während das Produkt weiterläuft. Der Düsenadapter schiesst das Etikett berührungslos und pneumatisch auf das Produkt, mit einstellbarer Aufschussdistanz; das schont empfindliche Produkte, die nicht mechanisch belastet werden dürfen. Der Mitlaufadapter schwenkt den Saugstempel pneumatisch ab und bringt das Etikett mit einstellbarer Andruckkraft an. Beide tragen einen an das Etikettenformat angepassten Saugstempel mit Stützluft.

Mitlaufspendung ohne Applikator

Ohne Applikator arbeitet der Etikettierkopf WLS-III standardmässig mit schrittmotorgesteuerter Mitlaufspendung: Das Etikett geht direkt von der Spendekante auf das Produkt, das auf dem Produktband weiterläuft. Die Mitlaufspendung dient der Etikettierung im Durchlauf und kontinuierlichen Produktionslinien; der Etikettenspender arbeitet dabei synchron mit dem Produktband, sodass die Etiketten während der Bewegung der Produkte aufgebracht werden. Beim Um-Eck-Etikettierer WILUX System PLS31xx UE drückt eine Anrolleinheit das Etikett um die Ecke an.

Bauformen: Etikettenspender, Druckspender und Print-and-Apply-System

Drei Bauformen bauen aufeinander auf: Der Etikettenspender spendet vorgedruckte oder blanko Etiketten, der Druckspender ergänzt ein Inline-Druckwerk, und das Print-and-Apply-System bringt das frisch gedruckte Etikett mit einem Applikator auf. Was jeweils dazukommt, entscheidet, welche Daten eine Maschine auf das Etikett bringen kann.

• Etikettenspender: Er spendet vorgedruckte oder blanko Etiketten im Stillstand oder im Durchlauf, etwa der Etikettierkopf WLS-III oder das WILUX System DLS3102 PA/PS mit Präzisionsspendemodul für die Etikettierung im Stillstand.
• Druckspender: Der Druckspender, auch Etikettendruckspender genannt, bedruckt das Etikett mit einem Inline-Thermotransferdrucker unmittelbar vor dem Spenden, etwa das WILUX System PLS41xx, und bringt so variable Daten wie Serien- oder Chargennummern auf das Etikett.
• Print-and-Apply-System: Es bedruckt das Etikett inline und setzt es mit einem Pneumatik-, Elektro-, Düsen- oder Mitlaufadapter auf das Produkt, etwa das WILUX System PAS42xx oder der Palettenetikettierer PALSET PAS43xx.

Nach der Etikettierlage kommen weitere Bauarten hinzu. Bei der Rundum-Etikettierung wird das Etikett um die ganze Oberfläche zylindrischer Produkte gerollt, bei der Um-Eck-Etikettierung über angrenzende Flächen gelegt. Der PALSET PAS43xx etikettiert Paletten, Versandkartons und Mehrweg-Transportgebinde ein-, zwei- oder mehrseitig, und das WILUX System DLS3102 Q zeichnet Fertigpackungen am Auslauf von Vakuum-Tiefzieh-Verpackungsmaschinen in der Querbahn von oben und unten aus.

Die Systeme zum Drucken und Spenden zeigt WILUX PRINT AG auf der Seite zum Verfahren Drucken und Spenden, alle Baureihen vom Etikettenspender bis zum Palettenetikettierer die Übersicht der Etikettiermaschinen. Etikettierköpfe und Systeme wie WLS-III, PLS41xx und PAS42xx entwickelt und fertigt WILUX PRINT AG in Hinwil.

Automatisierungsgrad: halbautomatische und vollautomatische Etikettiermaschinen

Beim halbautomatischen Etikettierer legt der Bediener das Produkt von Hand ein und startet den Vorgang, die Maschine bringt das Etikett im Stillstand auf; die vollautomatische Etikettiermaschine arbeitet in der Linie mit minimalen Eingriffen und ist über I/O an deren Steuerung angebunden. Der Unterschied liegt bei Produktzuführung und Auslösung, nicht im Materialweg.

Halbautomatische und vollautomatische Etikettiermaschinen unterscheiden sich darin, wer das Produkt zuführt und wer den Vorgang auslöst. Beim halbautomatischen Etikettierer legt der Bediener das Produkt von Hand ein und startet den Vorgang, beim WILUX System PAD1000 per externem Startsignal oder Fuss- beziehungsweise Handtaster; die Maschine bringt das Etikett im Stillstand auf. Die vollautomatische Etikettiermaschine ist in die Linie eingebunden, arbeitet mit minimalen Eingriffen und kommuniziert über I/O mit der übergeordneten Steuerung der Linie; Produkt-Transportsysteme und Produktevereinzler führen das Produkt zu, appliziert wird im Stillstand oder im Durchlauf. Der halbautomatische Etikettenspender löst die Etiketten nur ab und stellt sie dem Bediener bereit, und den PAD1000 kann WILUX PRINT AG bei speziellen Anforderungen auch für den vollautomatischen Betrieb konzipieren.

Welche Halbautomaten WILUX PRINT AG führt, zeigt die Seite zum halbautomatischen Etikettierer.

Kennzeichnungssystem: Maschine, Etikettensoftware, Material und Prüfung

Ein Kennzeichnungssystem besteht aus der Etikettiermaschine mit Druckwerk und Steuerung, der Etikettensoftware für Layout und Daten, dem Verbrauchsmaterial aus Etikett und Thermotransferband und der Prüfung, die den gedruckten Code liest. Die Maschine bringt das Etikett auf, die Software liefert, was darauf steht.

Die Etikettensoftware gestaltet die Etikettenformate mit Barcodes und QR-Codes, bindet sie an die Geschäftsdaten an und steuert den Druck, auch direkt aus einem ERP-System wie SAP; WILUX PRINT AG führt Loftware NiceLabel und TEKLYNX. Das Verbrauchsmaterial muss zur Maschine passen: die Etikettenrolle zur Abrollvorrichtung und bei Thermotransfer das Farbband zum Druckwerk; WILUX PRINT AG liefert Etiketten und Thermotransferbänder dazu. Für die Prüfung gehören Barcode-Scanner und RFID-Leser zur Hardware; WILUX PRINT AG führt Barcode-Scanner von Honeywell und SICK, und bei PAS42xx und PALSET PAS43xx kontrolliert die Option Scanner-RAP die Lesbarkeit der gedruckten Barcodes.