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Die Begleitung der Produktion mit den Möglichkeiten der Digitalisierung, auch als „Industrie 4.0“ apostrophiert, bietet Kunststoffverarbeitern die Möglichkeit, Daten aus der eigenen Produktion dahingehend zu interpretieren, dass sich nützliche Informationen und konkrete Erkenntnisse gewinnen lassen. Die Anstrengungen der Maschinen- und Softwarehersteller, den Kunststoffverarbeitern hierzu Angebote zu machen, werden auf der K 2016 stärker als je zuvor sichtbar werden. Aller Voraussicht nach werden weitere Konzepte zum schnelleren Produktionsanlauf und zur Flexibilisierung der Produktion ebenso zu den Nutzenangeboten zählen wie Serviceprodukte zur vorbeugenden Instandhaltung, zur Ersatzteilversorgung und zur Qualitätssicherung. Längerfristig werden Daten, die in der Produktionspraxis gewonnen werden, auch dazu nutzbar sein, die Produktionsmittel – Maschinen, Roboter und Werkzeuge – den tatsächlichen Anforderungen des betrieblichen Alltags besser anzupassen und noch anforderungsgerechter zu konstruieren als heute.

Die Visualisierung und die Bedienung der Maschine laufen unter dem neuen Windows-10-IoT-Betriebssystem. Bild: Wittmann

Die Visualisierung und die Bedienung der Maschine laufen unter dem neuen Windows-10-IoT-Betriebs-system.
Bild: Wittmann

Spritzgießen im Zeitalter von Industrie 4.0

„Die Besucher der K 2016 können sich rundum über das Thema Industrie 4.0 informieren. Wir zeigen zum Beispiel wie sich durch Industrie 4.0-Technologien und Einbinden online eingegebener Kundenwünsche in die Wertschöpfungskette neue Geschäftsmodelle erschließen lassen. Zudem bieten wir auf unserem Messestand A13 in Halle 13 an einem zentralen Informationspunkt einen Überblick zu Zukunftspotenzialen und Arburg-Lösungen. Gezeigt wird z. B., wie Arburg das Thema Industrie 4.0 und „Smart Factory“ in seinen Produkten umsetzt und welche Praxisbeispiele für die Kunststoffteilefertigung relevant sind. Individuelle Fragen beantworten die Industrie-4.0-Experten der verschiedenen Bereiche,“ sagt Heinz Gaub, von Arburg, Loßburg (Halle 13 / A13-1).
Unter dem Namen Inject 4.0 stellt Engel, Schwertberg, Österreich (Halle 15 / B42) auf der K 2016 sein Programm für die Smart Factory mit Industrie 4.0 vor. „Auf unserem Messestand machen wir die smart factory greifbar. Genau das ist es, was Verarbeiter, die noch nicht viel Erfahrung mit diesem Thema haben, brauchen, um für ihren Betrieb die richtigen Entscheidungen zu treffen,“  sagt Paul Kapeller, Produktmanager inject 4.0 bei Engel.
Sieben automatisierte und modulare Fertigungszellen plus der IQ Demonstrationsmaschine sind dafür am Messestand aufgebaut. Diese produzieren Inject 4.0-Logos auf einer vollelektrischen, holmlosen Spritzgießmaschine vom Typ E-Motion 80 TL. Mit der unternehmenseigenen Steuerung CC300 lassen sich zudem schwankende Prozessbedingungen simulieren, um das automatische Nachregeln der intelligenten Assistenzsysteme auf dem Display der Maschine zu verfolgen. Die in Echtzeit übertragenen Zustands- und Prozessdaten lassen sich sowohl mit Qualitäts- und betriebswirtschaftlichen Kennzahlen in Beziehung setzen und auf vielfältige Weise auswerten. Die Software E-Connect Monitor analysiert den Zustand von prozesskritischen Maschinenkomponenten im laufenden Betrieb und erstellt eine Ausfallprognose. Die vorausschauende Instandhaltung ermöglicht die Lebensdauer von kritischen Maschinenteilen auszuschöpfen und ungeplante Anlagenstillstände zu vermeiden. Um den aktuellen Zustand der einzelnen Maschinen, deren Auslastung und Output von einem Rechner aus einzusehen und auszuwerten, sind die Produktionseinheiten über das Manufacturing Execution System (MES) E-Factory miteinander vernetzt. Es hat eine vertikale Datenintegration und berücksichtigt beispielsweise die Anzahl an Kavitäten im Werkzeug.

Die in Echtzeit übertragenen Zustands- und Prozessdaten lassen sich mit Qualitäts- und betriebswirtschaftlichen Kennzahlen in Beziehung setzen und auf vielfältige Weise auswerten. Bild: Engel

Die in Echtzeit übertragenen Zustands- und Prozessdaten lassen sich mit Qualitäts- und betriebswirtschaftlichen Kennzahlen in Beziehung setzen und auf vielfältige Weise auswerten.
Bild: Engel

„Ebenso wollen wir als Wittmann Gruppe, auf der K 2016 unsere neuesten Entwicklungen zu Wittmann 4.0 vorstellen und die Vorteile einer durchgängigen Vernetzung unserer Arbeitszellen erklären. Gleichzeitig werden wir eine Grundimplementierung der Euromap 77 vorstellen,“ kündigt Michael Wittmann, Wittmann Battenfeld, Kottingbrunn, Österreich (Halle 16 / D22). Auf einer Smartpower 350/3400 wird mit einem Werkzeug von Haidlmair, Österreich, eine attraktive Tragetasche aus TPE produziert, die mit einem persönlichen Aufdruck versehen werden kann. Bei einem Terminal kann der Besucher seinen Namen eingeben. Um die Tasche mit dem persönlichen Aufdruck zu erhalten, bekommt er einen QR-Code Ausdruck, welchen er dann bei der Ausgabestation einlesen kann. Wird der QR-Code eingescannt, wird die nächste produzierte Tasche aus der Produktion ausgeschleust und einer Station zugeführt, wo die Tasche mittels Laser beschriftet wird. Im Anschluss an die Messe können die Produktionsdaten der personifizierten Tasche 14 Tage lang durch Scannen des QR-Codes abgerufen werden. Das Handling der Taschen erfolgt mit einem Wittmann Roboter W843 pro mit neuer R9-Steuerung.

Die Euromap Industrie 4.0-Schnittstelle soll für eine reibungslose Verbindung der Anlagen und Steuerungen sorgen. Bild: B&R

Die Euromap Industrie 4.0-Schnittstelle soll für eine reibungslose Verbindung der Anlagen und Steuerungen sorgen.
Bild: B&R

Auch Klöckner Desma, Fridingen (Halle 16 / F56) widmet sich der vernetzten Produktionstechnik. Mit der Entwicklung der Smart Connect 4.U-Produkt- reihe können Produktionsprozesse durch intelligente Vernetzung flexibler, effizienter und ressourcenschonender gestaltet werden. Mithilfe der neuen Systeme ist eine höhere Anlagen- und Maschinen­verfügbarkeit, eine transparente und bessere Produktqualität sowie stückkostenorientierte Produktions-Effizienz möglich.

Standards und Steuerung

Industrie 4.0 verlangt nach einer Vernetzung von Maschinen und Anlagenteilen, die sich nur mit einer durchgängigen Kommunikation umsetzen lässt. Mit den neuen auf OPC UA-basierten Euromap-Empfehlungen wie beispielsweise Euromap 77 von Bernecker + Rainer Industrie Elektronik, Eggelsberg, Österreich (Halle 12 / B16) wird diese Forderung nach standardisierten Schnitt­stellen erfüllt. Hierfür stellt das Unternehmen neue Map-Komponenten auf der K 2016 vor. Der Anwender muss nur noch parametrieren und schon hat er eine voll funktionsfähige Euromap-Schnittstelle.

Die Rechner-Box sorgt für Datensicherheit ­ durch den verschlüsselten VPN-Tunnel. Bild: Desma

Die Rechner-Box sorgt für Datensicherheit ­ durch den verschlüsselten VPN-Tunnel.
Bild: Desma

Über die neue Maschinensteuerung B8 von Wittmann Battenfeld können sowohl Maschinen als auch angeschlossene Roboter und Peripherie über die einheitliche Windows-Oberfläche verbunden und bedient werden. Damit wird eine Interaktion zwischen den einzelnen Geräten möglich und der gesamte Verarbeitungsprozess optimal aufeinander abgestimmt und nachvollziehbar. Der Wittmann 4.0 Router trägt dabei wesentlich zur Datensicherheit im gesamten System bei. Nur Geräte, die sich mittels Sicherheitszertifikat eindeutig am Router identifizieren, erhalten Zugriff in die Arbeitszelle. Der Router ist in die Spritzgießmaschine integriert und mit der angebundenen Peripherie sowie dem Netzwerk des Kunden verbunden. Durch den Router entfällt somit die manuelle Vergabe von IP-Adressen für die einzelnen Geräte in einer Arbeitszelle. Damit ist ein dynamisches An- und Abstecken der Geräte auch während des Betriebs der Anlage gemäß dem Motto Plug&Produce möglich. Weiter ergeben sich dadurch Vorteile für die Anbindung an MES- oder ERP-Systeme und den Zugriff auf Spritzgießmaschine, Roboter oder Peripheriegeräte mittels OPC UA. Ein gesicherter Informationsaustausch mit Condition Monitoring Systemen, Remote Control oder dem Windows basierten Web-Service 24/7 von ist damit ebenfalls gewährleistet.
„Unser Angebot zielt auf Einfachheit ab: Einfachheit der Bedienung, Einfachheit der Wartung,“ erklärt Karsten Sauer, Single Temperiertechnik, Hochdorf (Halle 10 / E56 ). Durch Gamificatio der Bedienoberfläche unserer Regel- und Steuereinheiten ist es uns gelungen, die Bedienung der Geräte, z. B. bei der Programmierung komplexer Temperaturprofile, deutlich zu vereinfachen. Dies wirkt sich beispielsweise nahezu unmittelbar auf Rüstzeiten und das Maschinen-Setup aus. Zudem ermöglicht der übersichtliche Displayaufbau den Maschinenbedienern die Wahrnehmung der Prozessparameter aus der Augenperipherie, um ein eventuelles Eingreifen bereits aus der Ferne abschätzbar zu machen. Darüber hinaus schafft die Digitalisierung, die Intelligenz in den Geräten zu erhöhen und damit eine effizientere Produktion bei geringerer Ausfallrate zu ermöglichen. Als Beispiele sind hier intelligente Regelverfahren zu nennen,

Die RFID-Technik unterstützt die vorausschauende Instandhaltung. Bild: Balluff

Die RFID-Technik unterstützt die vorausschauende Instandhaltung.
Bild: Balluff

Mechanismen zur Reduktion der Energieaufnahme, Unterstützung des Betreibers in Bereich der Diagnose und Wartung und natürlich die Vernetzung der Produkte.
Balluff widmet diesem  Thema seinen kompletten Messestand. Dr. Elmar Büchler, Balluff, Neuhausen (Halle 10 / H59): „Ein besonders innovatives Beispiel, was dort präsentiert wird,  ist die mit einem Industrie 4.0 Award ausgezeichnete Lösung Mold-ID. Das auf RFID basierende System macht Kunststoffspritzgießformen intelligent. Mold-ID bietet gleich mehrere Vorteile wie Condition Monitoring, Predictive Maintance, Asset Management und Qualitätssicherung. Weiterer Ausstellungsschwerpunkt sind intelligente, vernetzbare Sensoren, die weitaus mehr Möglichkeiten bieten als vergleichbare Standard-Sensorik.“ Der besondere Clou: Durch LAN, W-LAN oder Powerline können alle Systeme per Webservices mit der Leitebene, einem ERP- beziehungsweise MES-System verbunden werden. Dadurch besteht von überall Zugriff auf die Daten und Prozesse. Eine einfach zu bedienende Smartcamera ist eine weitere Neuheit. Sie bietet sich als Lösung an, wenn vielfältige Aufgaben in der industriellen Automatisierung mit zielgerichteten Werkzeugen schnell und flexibel zu erledigen sind. Die Anbindung des umfassend mit Kommunikationsschnittstellen ausgestatteten Systems erfolgt über standardisierte M12-Steckverbinder. Der Zugriff erfolgt ortsunabhängig über gängige Web-browser, die Bildverarbeitungssoftware läuft eigenständig in der Kamera und basiert auf der Halcon-Funktionsbibliothek.
Auch Bosch Rexroth, Lohr am Main (Halle 10 / C21), hat für die moderne Prozesstechnik ein Angebot: Open Diagnostics Network ODiN erfasst die Betriebsdaten der Maschinen über den gesamten Lebenszyklus und in unterschiedlichen Betriebsarten. Die Auswertung dieser Daten ermöglicht individuelle Handlungsempfehlungen zur vorausschauenden Wartung. Beispiel I4.0 Upgrade Kit: Mit dieser Lösung ermöglicht der Anbieter die Anbindung von bestehenden Maschinen und Anlagen an die IT-Welt und dies ohne Eingriff in die bestehende Automatisierungsstruktur.