Engel: Umfassendes inject 4.0 Programm im Fokus

Wie sich das Potenzial von smart machine in der Praxis ausschöpfen lässt, demonstriert Engel auf seinem Messestand mit der Herstellung von inject 4.0 Logos auf einer vollelektrischen und holmlosen Engel e-motion 80 TL Spritzgießmaschine - (Alle Bilder: Engel).

Auf der K 2016 präsentiert Engel, Spritzgießmaschinenbauer und Systemexperte mit Stammsitz in Schwertberg, Österreich, sein inject 4.0 Programm und neue Lösungen für die intelligente Steuerung und Instandhaltung.

smart factory: Die systematischen Nutzung von Daten, die Vernetzung von Anlagen, Maschinen und Komponenten und der dezentrale Einsatz von adaptiven Assistenzsystemen führt zu einer höheren Produktivität, Verfügbarkeit, Qualität und Flexibilität.

Das Ziel von Industrie 4.0 lautet ist demnach "smart factory". Durch die Vernetzung und Integration von Produktionssystemen, die systematische Nutzung von Maschinen, Prozess- und Produktionsdaten und den Einsatz dezentraler, intelligenter Assistenzsysteme optimieren sich laut Anbieter die Fertigungsprozesse in einer smart factory kontinuierlich selbst und erlauben ein sehr flexibles Reagieren auf die sich immer schneller verändernden Anforderungen. Die Folge sind demzufolge eine höhere Effizienz, Produktivität, Verfügbarkeit und Qualität.

Auf der K 2016 macht Engel die smart factory real erlebbar. Für alle drei Bereiche der smart factory – smart machine, smart production und smart service – präsentiert das Unternehmen Lösungen aus seinem Programm.

smart machine: Prozessschwankungen ausgleichen, noch bevor Ausschuss entsteht
Die Mensch/Maschine-Schnittstelle spielt in der Fabrik der Zukunft eine noch größere Rolle als heute. Werden die Prozesse durch die zunehmende Integration und Automatisierung immer komplexer, muss ihre Steuerung und Kontrolle umso einfacher und intuitiver werden. Sich selbst adaptierende, dezentrale Systeme steigern die Prozessfähigkeit und Qualität, ohne dass sich der Maschinenbediener zusätzliches Spezialwissen aneignen muss.

Die intelligenten Assistenzsysteme der iQ Produktfamilie wie iQ weight control gleichen Prozessschwanken aus, noch bevor Ausschuss entsteht.

So analysieren zum Beispiel die iQ Software-Produkte von Engel kontinuierlich kritische Prozessparameter, um Abweichungen zu erkennen und auszugleichen, noch bevor Ausschuss entsteht. Während iQ weight control das eingespritzte Schmelzevolumen und die Viskosität über den gesamten Spritzgießprozess inklusive Nachdruckphase konstant hält, ermittelt die Software iQ clamp control die Werkzeugatmung, um die Schließkraft kontinuierlich nachzuregeln. Auch wenn sich die Umgebungsbedingungen verändern oder die Granulatqualität schwankt, halten die Software-Lösungen den Prozess konstant und sorgen durchgehend für eine hohe Produktqualität.

Engel e flomo und Temperiergerät verschmelzen auf Steuerungsebene zu einer Einheit. Mit Hilfe der neuen Software iQ flow control passt sich die Pumpendrehzahl automatisch dem aktuellen Bedarf an.

Da auch die Werkzeugtemperierung die Effizienz und Qualität beeinflusst, hat Engel bereits zur K 2010 einen elektronischen Temperierwasserverteiler vorgestellt und seither weiterentwickelt. Engel e-flomo überwacht und dokumentiert sämtliche Kühl- und Temperierkreisläufe von Spritzgießwerkzeugen und regelt selbstständig wahlweise die Durchflussmengen oder die Temperaturdifferenz. Zur K 2016 geht Engel jetzt noch einen Schritt weiter: Engel e-flomo und Temperiergerät verschmelzen auf Steuerungsebene zu einer Einheit. Mit Hilfe der neuen Software iQ flow control passt sich die Pumpendrehzahl auf Basis der von Engel e-flomo ermittelten Messwerte automatisch dem aktuellen Bedarf an. Während Engel e-flomo die Prozesskonstanz erhöht und damit das Ausschussrisiko senkt, sorgt die automatische Drehzahlregelung dafür, dass für die Temperierung weniger Energie benötigt.

Wie sich das Potenzial von smart machine in der Praxis ausschöpfen lässt, demonstriert Engel mit der Herstellung von inject 4.0 Logos auf einer vollelektrischen, holmlosen Engel e-motion 80 TL Spritzgießmaschine. In der CC300 Steuerung können schwankende Prozessbedingungen simuliert werden, um das automatische Nachregeln der Assistenzsysteme auf dem Display der Maschine zu verfolgen.

smart production: Hohe vertikale und horizontale Datenintegration

Mit Engel e-factory hat der Verarbeiter die gesamte Fertigung vom zentralen Rechner aus im Blick.

Mit sieben hochintegrierten und automatisierten Fertigungszellen plus der iQ Demonstrationsmaschine ist der Messestand von Engel auf der K 2016 schon ein ordentlicher Kleinbetrieb. Um den aktuellen Zustand der einzelnen Maschinen, deren Auslastung und Output von einem zentralen Rechner aus einsehen und auswerten zu können, sind sämtliche Produktionseinheiten über Engel e-factory miteinander vernetzt.

Mit Engel e-factory hat Engel ein eigenes MES (Manufacturing Execution System) im Programm, das speziell auf die Anforderungen der Kunststoff verarbeitenden Industrie zugeschnitten ist und eine sehr tiefe vertikale Datenintegration erreicht. Es berücksichtigt sogar die Anzahl an Kavitäten im Werkzeug.

Engel e-factory sorgt für Transparenz. Engpässe oder Stillstände sind auf einen Blick lokalisiert. So kann die insgesamt zur Verfügung stehende Kapazität eines Maschinenparks optimal ausgelastet werden. Die in Echtzeit übertragenen Zustands- und Prozessdaten lassen sich sowohl mit Qualitäts- als auch betriebswirtschaftlichen Kennzahlen in Beziehung setzen und auf vielfältige Weise auswerten. Spannend wird es vor allem dann, wenn nicht nur die Fertigungszellen eines einzelnen Standorts, sondern eines weltweiten Fertigungsverbunds über Engel e-factory miteinander vernetzt sind. Von der Firmenzentrale aus können die Prozesse optimiert und die Kollegen vor Ort besser unterstützt werden.

Engel e-factory ist modular aufgebaut. Damit lässt sich die Lösung an die individuellen Anforderungen des Verarbeiters anpassen und kann nach Bedarf flexibel mitwachsen. Neu zur K 2016 ist das Modul Energy, das die detaillierte Darstellung, Auswertung und Optimierung von Energieverbräuchen erlaubt. Mit Energy ist Engel e-factory in der Lage, das Anfahren der Maschinen und Fertigungszellen automatisch zu steuern und Energiespitzen zu vermeiden. Die Stromkosten für den Maschinenpark lassen sich damit reduzieren.

In vielen Betrieben bildet Engel e-factory bereits heute die Basis, einzelne Produkte über ihren kompletten Entstehungsprozess bis zu den Rohstoffen lückenlos zurückzuverfolgen. Nicht nur in der Automobilindustrie und Medizintechnik, sondern inzwischen in vielen weiteren Bereichen ist das Daten Tracking Standard. inject 4.0 macht die Rückverfolgung in Zukunft noch einfacher. Die am Messestand von Engel gefertigten inject 4.0 Logos werden einzeln mit einem individuell generierten QR-Code markiert. Auch noch lange nach der K 2016 können sich die Messebesucher anhand des QR-Codes über das Internet informieren, wann und unter welchen Prozessbedingungen das Spritzgießteil hergestellt wurde.

smart service: Zustandsbasierte, prädiktive Instandhaltung

Der neue Engel e-connect.monitor macht es möglich, den Zustand von prozesskritischen Maschinenkomponenten wie Plastifizierschnecken im laufenden Betrieb zu analysieren und eine zuverlässige Ausfallprognose zu erstellen.

Um die Verfügbarkeit von Maschinen und Fertigungszellen zu steigern, setzt smart service auf kurze Wege, die Fernwartung und einen Blick in die Zukunft. Der neue Engel e-connect.monitor soll es möglich machen, den Zustand von prozesskritischen Maschinenkomponenten im laufenden Betrieb zu analysieren und eine zuverlässige Ausfallprognose zu erstellen. Die zustandsbasierte, prädiktive Instandhaltung erlaubt es den Angaben zufolge, die Lebensdauer von kritischen Maschinenteilen voll auszuschöpfen und trotzdem ungeplante Anlagenstillstände zu vermeiden. Langfristig unterstützt die regelmäßige Zustandsüberwachung die Prozessoptimierung. Über die Auswertung der Verschleißparameter werden kritische Prozesseinstellungen, die den Verschleiß bestimmter Komponenten beschleunigen, erkannt und durch Prozessanpassungen in der weiteren Folge vermieden.

Während smart machine und smart production weitgehend im Verantwortungsbereich des Verarbeiters liegen, ergeben sich für smart service in einigen Fällen Vorteile, wenn Engel als Zulieferer auf bestimmte, vom Kunden dafür freigegebene Daten zugreifen kann. Gegenseitiges Vertrauen ist hier wichtig, reicht aber bei weitem nicht aus. Engel setzt für den Datentransfer konsequent auf State-of-the-art-Sicherheitstechnik und lässt seine Systeme regelmäßig von unabhängigen Experten überprüfen.

Darüber hinaus arbeitet Engel gemeinsam mit seinen Kunden und Partnern daran, OPC UA (Open Platform Communication Unified Architecture) als gemeinsames Informationsmodell in der Kunststoffbranche auch im Bereich condition monitoring zu etablieren. Mit seiner serviceorientierten, plattformunabhängigen und frei skalierbaren Struktur bietet das Kommunikationsprotokoll viel Flexibilität. Hinzu kommt, dass sicherheitstechnische Features bereits ein integraler Bestandteil der Architektur sind.

Um die Stabilität der CPU zu gewährleisten, erfolgt die komplexe und rechenintensive Verarbeitung der Daten nicht in der Maschinensteuerung, sondern in von Engel eigens dafür ausgelegten Serversystemen.

Weitere Informationen: www.engelglobal.com

K 2016, 19.–26.10.2016, Düsseldorf, Halle 15, Stand C58

Engel Austria GmbH, Schwertberg, Österreich

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