Marking on the fly: Bauteile im laufenden Prozess beschriften

Marking on the fly heißt: Der Laser beschriftet das Bauteil, während es sich bewegt. Das Band bleibt in Fahrt, das Teil läuft durch das Markierfeld, und die Anlage schreibt Text, Logo oder Data-Matrix-Code genau in dem Moment, in dem das Teil vorbeikommt. Der Gegenentwurf dazu ist Stop-and-Mark, bei dem das Teil in Position fährt, anhält, markiert und danach freigegeben wird. Beide Wege führen zu einer sauberen Markierung. Der Unterschied liegt in der Taktzeit und darin, wie aufwendig die Synchronisation ausfällt.

Was im laufenden Prozess passiert

Ein Beschriftungslaser lenkt den Strahl über zwei kleine Spiegel im Scankopf ab, das Werkstück selbst bleibt normalerweise stehen. Beim Marking on the fly kommt eine Bewegung dazu: Das Teil wandert unter dem Scankopf hindurch. Würde die Anlage die Koordinaten aus der Grafik einfach so abfahren, liefe das Teil während des Schreibens davon, und die Schrift zöge sich schräg in die Länge. Der Trick besteht darin, diese Bewegung fortlaufend zu verrechnen.

Dafür sorgt ein Encoder. Ein inkrementaler Drehgeber am Bandantrieb oder ein Messrad, das direkt auf dem Produkt mitläuft, liefert Impulse pro Millimeter Vorschub. Die Steuerung weiß dadurch jederzeit, wie weit sich das Teil seit dem Start bewegt hat, und addiert diesen Versatz in Echtzeit auf die Markierkoordinate in Laufrichtung. Der Scanner führt den Strahl also dem Teil nach. Für den Betrachter steht die Schrift, obwohl Band und Strahl gleichzeitig in Bewegung sind.

Den Startpunkt gibt meist eine Lichtschranke vor. Sie erkennt die Vorderkante des Teils, und ab diesem Trigger beginnt die Anlage zu schreiben. So landet die Markierung bei jedem Teil an derselben Stelle, unabhängig davon, wo genau es auf dem Band liegt.

Der Unterschied zu Stop-and-Mark

Stop-and-Mark ist der geradlinigere Weg. Eine SPS gibt den Takt vor: Sie meldet das Teil in Position, das Band hält, der Laser markiert, quittiert, und danach fährt das Teil weiter. Wie sich variable Inhalte wie fortlaufende Nummern und das Datum dabei sicher einbinden lassen, steht im Beitrag zu den Seriennummern und variablen Daten. Dieser Ablauf ist robust und trifft die Position sehr genau, weil im Moment des Schreibens nichts wackelt.

Der Preis ist die Taktzeit. Jedes Anhalten und Wiederanfahren kostet Zeit, und bei hohen Stückzahlen summiert sich das. Ein Förderband abzubremsen und wieder zu beschleunigen bringt außerdem Massen in Bewegung, die nachschwingen. Marking on the fly umgeht beides, indem es den Stopp streicht. Die Linie läuft durch, der Beschriftungsschritt hängt sich in den bestehenden Fluss ein, statt ihn zu unterbrechen.

Ganz ohne Kompromiss geht das nicht. Alles, was den Ablauf trägt, wird anspruchsvoller: die Positioniergenauigkeit, die Signalverarbeitung, die Abstimmung zwischen Encoder, Trigger und Laser. Bei Endlosmaterial wie Kabel, Rohr oder Folie gibt es zu Marking on the fly kaum eine Alternative, weil sich die Ware nicht sinnvoll anhalten lässt. Bei diskreten Teilen ist es eine Abwägung zwischen Durchsatz und Aufwand.

Wie viel in das Zeitfenster passt

Die zentrale Größe beim Marking on the fly ist das Zeitfenster. Es beschreibt, wie lange ein Teil im Markierfeld sichtbar ist, und ergibt sich aus der nutzbaren Feldlänge in Laufrichtung geteilt durch die Bandgeschwindigkeit. Ein Beispiel macht das greifbar: Läuft das Band mit 30 Metern pro Minute, sind das 500 Millimeter pro Sekunde. Bei einer nutzbaren Feldlänge von 100 Millimetern bleibt dem Laser rund ein Fünftel einer Sekunde, um den kompletten Inhalt zu schreiben.

In dieses Fenster muss die gesamte Markierung passen. Der Galvo-Scanner selbst ist dabei fast nie der Engpass, denn er lenkt mit mehreren Metern pro Sekunde ab und ist damit schneller als jedes Band. Es zählt, wie viel Inhalt zu schreiben ist. Eine kurze Chargennummer ist im Bruchteil des Fensters fertig, ein langer Text mit Logo und Code braucht länger und zwingt entweder zu einem längeren Markierfeld oder zu einem langsameren Band. Welche Brennweite welches Feld ergibt und wie Feldgröße, Spotdurchmesser und Tempo zusammenhängen, behandelt der Beitrag zum Galvo-Scanner und der Brennweite.

Wer die Rechnung früh aufmacht, vermeidet die häufigste Enttäuschung: eine Linie, die im Prototyp gut aussah und in der Serie plötzlich zu wenig Zeit hat, weil der Text länger wurde oder das Band schneller läuft.

Wenn die Schrift schräg wird

Die typische Fehlerquelle beim Marking on the fly ist ein Auseinanderlaufen von tatsächlicher und gemessener Bewegung. Rutscht der Antrieb, dehnt sich der Riemen oder sitzt der Encoder an einer Stelle, die die Produktbewegung nur mittelbar abbildet, dann stimmt der verrechnete Versatz nicht mehr. Die Folge sind Zeichen, die sich in Laufrichtung strecken oder stauchen. Bei Klarschrift fällt das als leichte Schräglage auf, bei einem Data-Matrix-Code wird es kritisch, weil die Module ihre quadratische Form verlieren und der Code durch die Prüfung fällt.

Zwei Maßnahmen halten das im Griff. Erstens ein Encoder, der die echte Produktbewegung erfasst. Ein Messrad, das direkt auf dem Teil oder dem Endlosmaterial abrollt, ist einem Geber am Motor überlegen, sobald Schlupf möglich ist. Zweitens eine Kontrolle des Ergebnisses: Ein Read-after-write-Scanner liest den frisch markierten Code sofort wieder und deckt eine driftende Synchronisation auf, bevor eine ganze Charge unbrauchbar wird. Wie man die Codequalität nachweisbar absichert, steht im Beitrag zu QR-Code, Data-Matrix und Barcode.

Codes und Klarschrift bei laufendem Band

Für die Praxis gilt eine einfache Regel: Halten Sie den Inhalt so kompakt wie möglich. Jedes Zeichen, das nicht markiert werden muss, gibt Reserve im Zeitfenster frei und lässt entweder ein schnelleres Band oder eine sicherere Positionierung zu. Ein Data-Matrix-Code trägt die vollständige Information oft platzsparender als eine lange Klarschriftzeile, und wenn beide an dieselbe Datenquelle gebunden sind, können sie nicht auseinanderlaufen.

Für die Lesbarkeit im Durchlauf hilft ein realistischer Blick auf die Modulgröße. Ein Code, der schon im Stand nur knapp lesbar ist, verzeiht keine zusätzliche Verzerrung aus der Bewegung. Etwas größere Module und ein sauberer Kontrast schaffen den Puffer, den die Serie braucht. Kontrast und Kantenschärfe kommen dabei aus den richtigen Laserparametern, die Sie am ruhenden Muster ermitteln und dann in den laufenden Prozess übernehmen.

Faserlaser oder UV im laufenden Prozess

Welche Laserquelle im Durchlauf arbeitet, entscheidet wie sonst auch das Material, nicht die Bewegung. Für Metall und viele Kunststoffe ist der Faserlaser mit 1064 Nanometern die Basis. Für empfindliche Kunststoffe, Kabelmäntel und Folien, die keine Wärme vertragen, ist der UV-Laser mit 355 Nanometern die sauberere Wahl, weil er kalt markiert. Das Marking-on-the-fly-Prinzip bleibt in beiden Fällen dasselbe, es hängt am Encoder und an der Steuerung, nicht an der Wellenlänge.

Auf der Maschinenseite braucht es ein System, das für die Integration ausgelegt ist. Der Integra ist genau dafür gedacht, sich mit Encoder-Eingang, Trigger und SPS-Handshake in eine bestehende Anlage einzufügen. Der GLX500 bringt das im Großformat und für die volle Automation mit. In beiden Fällen ist die Beschriftung ein Baustein der Linie, der sich in den Takt der übrigen Anlage einordnet.

Vom Konzept zum Muster

Ob Marking on the fly zu Ihrer Linie passt, klärt sich am ehrlichsten an den realen Zahlen: Bandgeschwindigkeit, Inhalt, geforderte Codequalität und der Platz, den das Markierfeld einnehmen darf. Schicken Sie uns diese Eckdaten zusammen mit einem Probeteil oder einem Stück Ihres Materials. Wir rechnen das Zeitfenster durch, ermitteln die Parameter am Muster und sagen Ihnen offen, ob der laufende Prozess trägt oder ob Stop-and-Mark der sicherere Weg ist. Den Einstieg finden Sie über den Kontakt.