Wittmann: Arbeitszellen vernetzen mit "Plug & Produce"

Schematische Darstellung der durch den Wittmann 4.0 Router geschaffenen hierarchischen Struktur des Produktionsnetzwerks - (Bild: Wittmann).

Um ein Kunststoffteil in der geforderten Qualität zu produzieren, bedarf es neben der Verarbeitungsmaschine typischerweise auch zahlreicher Peripheriegeräte, die der Spritzgießmaschine entsprechend zuarbeiten. Hierzu zählen vor allem Geräte zur Werkzeugtemperierung und -kühlung, Granulat-Trockner und gravimetrische oder volumetrische Dosiergeräte. Die Spritzgießmaschine und die mit ihr verschalteten Geräte – gegebenenfalls unter Einbindung eines Roboters mit nachgeordneter Automatisierung und Qualitätskontrolle – bilden zusammen eine Spritzgieß-Arbeitszelle. Für die reibungslose Produktion eines Teils müssen die einzelnen Geräte in der Arbeitszelle mit den korrekten werkzeugabhängigen Parametern bespielt werden.

In einer Wittmann 4.0 Arbeitszelle können diese Parameter – gemeinsam mit jenen des Werkzeugs selbst – in der Unilog B8 Spritzgießmaschinen-Steuerung hinterlegt werden. Wird nun ein Werkzeugdatensatz auf der Maschinensteuerung ausgewählt, erhalten alle anderen in der Arbeitszelle vorhandenen Geräte die entsprechenden Einstellwerte zugeteilt. Als Kommunikationsmittel kommt hier ein Ethernet-Netzwerk zum Einsatz, das den Industrie 4.0 OPC UA Standard als Applikationsprotokoll verwendet.

Es ist eine besondere Eigenheit der Kunststoffbranche, dass Spritzgieß-Arbeitszellen in äußerst flexibler Weise zusammengestellt werden, soweit es die darin verwendeten Peripheriegeräte betrifft. Abhängig vom jeweils zu produzierenden Teil bedarf es unterschiedlicher bzw. unterschiedlich eingestellter Peripheriegeräte. Beispielsweise muss der Spritzgießmaschine je nach Anzahl der im Werkzeug vorhandenen Temperierzonen auch eine entsprechende Anzahl an Temperiergeräten beigestellt werden.

Bei der Anwendung von Wittmann 4.0 Plug & Produce muss sich der Anlagenbediener laut Wittmann keinerlei Kenntnisse auf dem Gebiet der IT-Technik aneignen; abgesehen davon, dass es vonnöten ist, das Netzwerkkabel des entsprechenden Geräts in den Netzwerkswitch der Arbeitszelle einzustecken. Er könn sich somit auf die nötigen mechanischen Handgriffe konzentrieren, also etwa das Anbinden von Peripheriegeräten über Temperierschläuche und Materialleitungen. Die trotzdem notwendige IT-technische Konfiguration der Arbeitszelle wird ihm vom eigens hierfür entwickelten so genannten Wittmann 4.0 Router abgenommen.

Wittmann 4.9 Router - (Bild: Wittmann).

Der Wittmann 4.0 Router fasst sämtliche Geräte in der Arbeitszelle zusammen und repräsentiert die Arbeitszelle nach außen mit einer einzigen IP-Adresse. Auch für ein MES-System, das Daten von Spritzgießmaschine und angeschlossener Peripherie sammeln soll, wird somit die Zusammengehörigkeit der einschlägigen Daten sichergestellt, ohne dass fälschlicherweise die Zuordnung der Daten etwa eines Temperiergeräts in einer anderen Arbeitszelle zu einer Spritzgießmaschine erfolgen könnte. In umgekehrter Weise trägt der Wittmann 4.0 Router auch dafür Sorge, dass eine Spritzgießmaschine ausschließlich jene Peripheriegeräte auffindet, die sich in der eigenen Arbeitszelle befinden.

Nachdem nun eine Arbeitszelle mit den für ein neues Produkt notwendigen Peripheriegeräten ausgerüstet wurde, kann der Datensatz mit den Produktionsparametern innerhalb der Arbeitszelle verteilt werden. Sofern dieser Datensatz nicht bereits in der Steuerung der Spritzgießmaschine hinterlegt ist, kann ihn die Maschine auch von einem an sie angebundenen MES-System beziehen, wobei die Daten hierbei über die im Wittmann 4.0 Router integrierte Firewall geroutet werden. Von der Maschine aus werden dann die Parameter (Dosier-Rezept, Robot-Teach-Programm, Trocknungsparameter, Einstellwerte für Temperierung und Kühlung) den Peripheriegeräten und dem Roboter in der Arbeitszelle zugeteilt. Anschließend kann die Produktion umgehend aufgenommen werden.

Insgesamt soll Wittmann 4.0 Plug & Produce zu wesentlich rascheren und einfacheren Produktwechseln, somit signifikant kürzeren Stillstandszeiten, und schließlich zur Erhöhung der Wettbewerbsfähigkeit in der Produktion führen.

Weitere Informationen: www.wittmann-group.com

Wittmann Robot Systeme GmbH, Nürnberg

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