Schneller ans Ziel

Anspruchsvoll und innovativ waren die Anforderungen von LWB an die neue Generation von Gummispritzmaschinen: Bedienung wie am Smartphone, schnelle Software-Entwicklung und einfache Wartung von Varianten. Nachhaltig überzeugt hat B&R mit seiner mapp Technology. Die LWB-Verantwortlichen erklären warum.

Beim Auto geht nichts ohne sie. Zu Hunderten sind sie in jedem Fahrzeug verbaut. Sie dämpfen, isolieren, filtern, trennen, verbinden und dichten: Formteile aus Gummi oder thermoplastischen Elastomeren. Auch aus fast jeder anderen Maschine vom Waschautomaten bis hin zur Ölpumpenstation sind sie nicht wegzudenken. Neue Materialmischungen und immer komplexere Formteile führen zu einer ständig wachsenden Diversifizierung und Verbreitung dieser Werkstoffe.

„So vielfältig die Einsatzgebiete, so individuell sind die Anforderungen, die die elastischen Komponenten an die Produktion stellen“, sagt Peter Radosai, der seit 2009 bei der LWB Steinl GmbH & Co. KG für den Vertrieb in Europa verantwortlich ist: „Wir haben eine große Palette an Spritzsystemen, Schließeinheiten und darauf aufbauenden Spritzgießmaschinen als Standard- und Sonderlösungen realisiert, sodass wir für jedes Anforderungsprofil die passende Lösung bieten können.“

Neben Horizontal- und Vertikalmaschinen für die Herstellung von Gummiformteilen sind seit der Realisierung der ersten LWB-Gummispritzmaschine im Laufe von 50 Jahren auch Systeme für die Produktion von Formteilen aus thermoplastischen Elastomeren entstanden. Hauptabnehmer der LWB-Maschinen sind Automobilzulieferer aus der ganzen Welt. Entsprechend deckt der Maschinenbauer auch das komplette Spektrum von Low-Cost- bis High-End-Lösungen ab. Über 10 Jahre kam das Unternehmen mit nur 2 Steuerungsvarianten auf Basis bewährter B&R-Technik aus.

„Auch wenn wir die Steuerung kontinuierlich weiterentwickelt haben und wir zuletzt bereits die 4. Generation ausliefern konnten, war es an der Zeit, einen deutlich größeren Innovationssprung zu wagen“, sagt Radosai. Insbesondere schwebte den Verantwortlichen bei LWB als zentrale Neuerung eine Bedienung und Usability vor, die sich an der von modernen Smartphones orientiert und eine Revolution im Bereich der Gummispritzmaschinen darstellen sollte.

„Wir sehen immer häufiger, dass Anwender die Maschinen mit Wisch- und Zieh-Bewegungen bedienen wollen, so wie sie es von ihren Smartphones gewohnt sind“, berichtet Radosai. „Gleichzeitig wachsen die Erwartungen im Hinblick auf höhere Reaktionsgeschwindigkeiten, neue Regelungsalgorithmen, umfangreiche Prozessüberwachungs- und Datenerfassungsmöglichkeiten, tiefergreifende Diagnose- und Hilfsfunktionen sowie ein integriertes Energiemanagement.“

Nach einer ergebnisoffenen und intensiven Marktsondierung setzte sich B&R gegen einen renommierten Anbieter von anwendungsspezifischen Steuerungslösungen durch. „Das Gesamtpaket hat uns überzeugt“, sagt Radosai rückblickend.

Eine entscheidende Komponente dieses Gesamtpakets ist mapp View. Diese Visualisierungslösung von B&R basiert zu 100% auf Web-Standards wie HTML5, CSS und JavaScript und stellt die Möglichkeiten aktueller Web-Technologien erstmals direkt in der Automatisierungssoftware zur Verfügung. Der Nutzen für den Automatisierungstechniker liegt auf der Hand: Er muss sich keinerlei Kenntnisse der Web-Technologien aneignen.

Zu den weiteren Vorteilen der Visualisierungslösung gehört, dass die dargestellten Inhalte vom Layout getrennt organisiert sind, sodass Designs mit minimalem Aufwand angepasst und auf andere Maschinen übertragen werden können. Auch bei der Visualisierungshardware gewährt mapp View größtmögliche Freiheit: Alle Geräte, auf denen sich Web-Browser ausführen lassen, können auch als Anzeigeterminal genutzt werden. Darüber hinaus lassen sich webbasierte Visualisierungen von Fremdkomponenten einfach und direkt in die LWB-Visualisierung integrieren. „Wichtig war uns, dass sich die Maschine problemlos mit Handschuhen bedienen lässt, da Gummi beim Entformen noch 160 °C heiß ist und nur langsam abkühlt“, sagt der Vertriebsleiter für Europa.

Die Wahl fiel auf eine HD-TFT-Multitouch-Displayeinheit mit einer 18,5"-Bildschirmdiagonale in Kombination mit einem Panel PC 2100, der sich sowohl für die Tragarm- als auch die Schaltschrankmontage eignet. Mit diesem modularen Panel PC konnte LWB noch eine weitere zentrale Zielsetzung erfüllen: Nur eine einheitliche Steuerungshardware für alle Spritzgießmaschinen von LWB ist notwendig – einschließlich der Maschinen für kostensensitive Märkte.

Hinsichtlich der Softwarearchitektur hat sich noch Grundsätzlicheres bei LWB getan: Mit mapp Technology von B&R kommt der Maschinenbauer mit nur einem Softwareprojekt aus. „Davor galt: 10 Maschinen, 10 verschiedene Softwareprojekte, weil die Maschinensoftware wegen der unterschiedlichen Konfigurationen und kundenspezifischen Anpassungen jedes Mal in die Hand genommen und modifiziert werden musste“, sagt Markus Zabel, der bei LWB für die Verfahrenstechnik verantwortlich ist und maßgeblich das Lastenheft für die neue Steuerung ausarbeitete.

Mit mapp Technology werden alle Standardmodule einer LWB-Spritzgießmaschine in nur einem Softwareprojekt abgebildet. Die vorhandenen Module, einschließlich der Sicherheitstechnik, werden bei der Inbetriebnahme einfach auf einem in die Visualisierung integrierten Konfigurationsbildschirm durch Anwählen aktiviert. Die zugehörige Software wird ohne weitere Programmierung auf Knopfdruck erstellt.

„Nachrüstungen, wie sie Kunden oft wünschen, sind so seitens der Software ein Kinderspiel: Die Konfigurationsseite aufrufen, das nachträglich eingebaute Modul mit einem Klick aktivieren, die Steuerung neu starten, fertig“, freut sich Zabel. „Ähnlich einfach ist es nun auch, einen über die Zeit gewachsenen Maschinenpark auf den gleichen Softwarestand zu bringen beziehungsweise die Software zu aktualisieren.“

Hohe Anpassungsfähigkeit bietet die Steuerungssoftware aber nicht nur in Bezug auf vorgedachte Maschinenkonfigurationen. Zukünftige Optionen oder kundenspezifische Maschinenmodule, individuelle Sicherheitstechnik oder Handlingsysteme können mit Hilfe von mapp CodeBox eingebunden werden, ohne das zentrale Maschinenprojekt verändern zu müssen. Diese HTML5-Anwendung erlaubt es LWB, maßgeschneiderte Sonderlösungen anbieten zu können, ohne das zentrale Maschinenprojekt adaptieren zu müssen. Auch hier gilt, dass der Anwender keine Web-Technologien erlernen muss, da die Programmierung via Kontaktplan (KOB) oder strukturiertem Text (ST) direkt in der Visualisierungsumgebung erfolgt.

Auch beim Gießprozess selbst hat LWB mit Hilfe der mapp Technology für höchste Flexibilität gesorgt. Anwender können aufgrund eines integrierten mapp-Bausteins, mit dem sich eine eigenständige Ablaufsteuerung in die Steuerungssoftware integrieren lässt, den Prozessablauf eigenständig direkt in der Visualisierung ändern und damit jederzeit an die speziellen Prozessanforderungen des Formteils beziehungsweise der verwendeten Materialmischung (Compound) anpassen. Die Definition des Ablaufs erfolgt über eine grafische Oberfläche wobei das SPS-Programm im Hintergrund automatisch entsprechend geändert wird.

Trotz der umfangreichen Funktionalität und zahlreichen Innovationen hat LWB den eng gesteckten Zeitrahmen einhalten können. Für den Prozessspezialisten des Maschinenbauers steht fest, was hierfür ausschlaggebend war: „Mit mapp Technology konnten wir die zeitlichen Vorgaben erfolgreich einhalten und rechtzeitig zur Messe K 2016 mit einer serienreifen neuen Steuerung auf den Markt kommen. Bei einem konventionellen Ansatz hätten wir dafür wesentlich mehr personelle und finanzielle Ressourcen einsetzen müssen.“

Einen entscheidenden Anteil am schnellen Vorankommen hatte dabei ein mapp-Baustein, den B&R speziell für die Kunststoffbranche entwickelt hat. Er enthält bereits alle üblichen Komponenten einer Spritzgießmaschine, wie die Spritzeinheit mit dem Schneckenantrieb oder die Schließeinheit mit seinen Hydraulikzylindern. Der Anwendungsprogrammierer muss nur noch die entsprechenden Verfahrprofile definieren und kann sich so ganz auf die Implementierung seiner Prozesse und damit auf die eigentlichen Differenzierungsmerkmale gegenüber dem Mitbewerb konzentrieren.

„Das Fantastische daran ist, dass wir die Maschine so bereits komplett simulieren können, bevor sie physisch vorliegt“, erklärt Radosai. „Dadurch treten nicht nur weniger Fehler beim Wechsel auf die Maschine auf, wir können unseren Kunden auch schon in der Entscheidungsphase zeigen, was sie alles können wird.“

Der eigentliche Clou bei mapp Technology ist aber, dass B&R neben zahlreichen geprüften Funktionsbausteinen auch die Infrastruktur für die Verknüpfung und Diagnose der mapp Module, das Alarmhandling, die Rezeptverwaltung oder das Energiemanagement in standardisierter Form bereitstellt. So übernimmt mapp Alarmx beispielsweise sofort das Alarmhandling für einen neuen mapp-konformen Baustein, sobald dieser in das Projekt eingebunden ist. Aufgrund der Standardisierung der Schnittstellen zwischen den Modulen lassen sich mapp-Bausteine daher auch problemlos von einer Steuerung auf die nächste übertragen. Das gilt auch für selbst erstellte Bausteine, solange sich der Programmierer an die Standardisierungsvorgaben hält.

„mapp Technology gibt Spritzgießmaschinenherstellern eine effektive Lösung an die Hand, um modulare, wiederverwendbar und flexible Maschinensoftware im Konfigurationsweg ohne oder mit nur minimalen Programmieraufwand zu erzeugen“, sagt Radosai. „Wir können uns und unsere Ressourcen so ganz auf die Applikation konzentrieren.“