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Dezember 2003
Die Volksrepublik China war Anfang November Ziel einer hochkarätigen Wirtschaftsdelegation aus Österreich rund um Außenministerin Dr. Benita Ferrero-Waldner. Mit dabei auch die Geschäftsführung von SIGMATEK, einem der international führenden Anbieter von Automatisierungssystemen mit Firmensitz in Lamprechtshausen bei Salzburg. |
Durch die Zusammenarbeit mit einem renommierten chinesischen Geschäftspartner hat das Salzburger Unternehmen seinen Expansionskurs erfolgreich vorangetrieben. Die zahlreichen bilateralen Gespräche der Außenministerin festigten die überaus erfreuliche Position Österreichs am Weltmarkt. SIGMATEK präsentierte sich mit einem eigenen Stand auf der „Factory Automation ASIA“ in Shanghai, der bedeutendsten Messe für Automatisierungstechniken in Asien. Die Salzburger können auf einen sehr erfolgreichen Messeauftritt zurückblicken.
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Hoffnungsmarkt China
Die sich ändernde Wirtschaftspolitik Chinas ließ das Land zu einem der großen Märkte der Zukunft werden. So soll die Volksrepublik bereits 2015 die stärkste Wirtschaftsmacht der Welt sein. Die „privilegierte Behandlung Österreichs durch China solle weiter gefördert werden“, so Außenministerin Dr. Ferrero-Waldner Begünstigt durch ein nach wie vor starkes Wirtschaftswachstum von geschätzten 6 % hat sich China zu einem bedeutenden Handelspartner für Österreich entwickelt. Die österreichischen Exporte nach China sind im Jahr 2002 um 38 % gestiegen. |
Teilnehmer an der Wirtschaftsdelegation unter der Leitung von Wirtschaftskammer-Präsident KR Moser waren auch die Geschäftsführer von SIGMATEK, Andreas Melkus sowie Theodor Kusejko und Marianne Kusejko. Das 180 Mitarbeiter zählende Unternehmen aus Lamprechtshausen bei Salzburg entwickelt Automatisierungslösungen, die Arbeitsabläufe mittels modernster Elektronik beschleunigen und vereinfachen. Das 1988 gegründete Unternehmen produziert in einem modernst ausgestatteten Werk auf einer Produktionsfläche von 2.500 m², welches im Mai 2001 eröffnet wurde. Das Unternehmen, bei dem Forschung, Entwicklung, Produktion, Vertrieb und Service aus einem Haus kommen, welches absoluten Willen zur Problemlösung zeigt, verzeichnet einen Jahresumsatz in Höhe von 26,8 Millionen Euro.
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Erfolg mit Vertriebspartner
SIGMATEK setzt mit der Teilnahme an der Wirtschaftsdelegation das bislang sehr erfolgreiche China-Engagement fort. Nach nur zwei Jahren zählt der chinesische Partner Shanghai DIMENSION, der den Vertrieb für die gesamte Produktpalette von SIGMATEK übernommen hat, bereits zu den führenden Unternehmen der Volksrepublik in der Branche. Neben dem Kerngeschäft, dem Verkauf von Automatisierungskomponenten, bietet Shanghai DIMENSION die breite Produktpalette vom DIAS-SPS-System über Visualisierungsgeräte, Industrie-PCs, DIAS-Servo-System bis zur Softwareunterstützung an und offeriert so den Kunden Gesamtlösungen aus einer Hand. |
65 % Exportanteil
SIGMATEK positioniert sich mit einem Exportanteil von 65 % als bedeutender Global-Player und verfügt über Vertriebsstandorte in den internationalen Industriezentren wie USA, China, Deutschland, Italien, Schweden, Schweiz, Frankreich, Indien, Indonesien, Serbien, Ukraine, Spanien, Griechenland und Niederlande.
20 Nationen bei der „Factory Automation ASIA“
Die „Factory Automation ASIA“ in Shanghai erfreut sich wachsender Beliebtheit und konnte heuer einen Anstieg der Besucherzahlen um 63% verbuchen. 909 Aussteller aus 20 Nationen präsentierten sich auf der Messe, die überwiegend von Fachpublikum frequentiert wurde. Dank des chinesischen Partners Shanghai DIMENSION und der tatkräftigen Unterstützung von Helmut Fritz (Geschäftsleitung Deutschland) und Ehrenfried Machalka (Exportleiter) war SIGMATEK mit einem eigenen Stand vertreten, konnte die gesamte Produktpalette präsentieren und freute sich über großes Besucherinteresse. Die technischen Anforderungen auf dem starken Wachstumsmarkt China sind bereits „verwestlicht“ und entsprechen dem Niveau internationaler Technologie-Standards, was für SIGMATEK ein erhebliches Marktpotential erahnen lässt.
Renommierte Referenzkunden: General Motors und die TONGJI-Universität
Großes Interesse besteht in China an der Modernisierung der Maschinen, wobei ein allgemeiner Trend weg von Low-Cost hin zu komplexen Lösungen festgestellt werden kann. Bei einem Firmenbesuch im Werk von General Motors Shanghai wurden, die mit SIGMATEK Steuerungstechnologie bestückten Motor-Prüfstände, besichtigt. Dies veranschaulicht den Ausbau der Präsenz von SIGMATEK in der Automobilindustrie und im Sondermaschinenbau. Auch die renommierte TONGJI-Universität in Shanghai verwendet Produkte von SIGMATEK in einem Prüfstand für die Forschung in den Bereichen der PKW-Motore und der Brennstoffzellen. Speziell für Forschungszwecke dieser Art ist eine genaue Analyse der Abgase entscheidend. Die Förderung der TONGJI-Universität und die Zusammenarbeit mit ihr soll auch weiterhin fortgesetzt werden.Die Lösungen von SIGMATEK bewähren sich auch bereits bestens bei einem chinesischen Textilmaschinenhersteller, der nun auf der internationalen Textilfachmesse seine ersten mit der neuesten Technologie ausgestatteten Maschinen präsentiert. Der Einsatzbereich vom System DIAS reicht von der Motion-Anwendung über die schnelle Steuerung bis zur Visualisierung.
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November 2003
Ein Wechsel von SPS-CPU auf Industrie-PC und umgekehrt ist ohne Verkabelungsaufwand jederzeit möglich. Durch die völlige Hardware-Kompatibilität von System DIAS sind sämtliche Hardware-Komponenten nach individuellen Anforderungen beliebig kombinierbar. |
Die neue DVI-Schnittstelle am Industrie-PC ermöglicht die Anbindung von abgesetzten, kostengünstigen Terminals. Die Projektierungssoftware LASAL unterstützt alle Variationsmöglichkeiten, da sie plattform-unabhängig einsetzbar ist. Präsentiert wird das System DIAS auf der SPS/IPC/DRIVES-Messe in Halle 7 Stand 7-140.
Volle Hardware-Kompatibilität
Durch die volle Kompatibilität aller Hardware-Komponenten ist jederzeit ein problemloser Umstieg von CPU auf Kompakt C-IPC und umgekehrt möglich. Die Steckvorrichtungen aller Module sind aufeinander abgestimmt und es entsteht keinerlei Verkabelungsaufwand. Dadurch ist der Tausch von CPU und C-IPC kinderleicht: einfach das Anwenderprogramm der CPU in den C-IPC einspielen, die CPU abstecken, und den C-IPC anstecken – fertig.
DVI-Schnittstelle
Der neue Kompakt C-IPC ist mit einer DVI-Schnittstelle ausgerüstet. Dadurch besteht die Möglichkeit kostengünstige Terminals anzubinden, die auf eine Distanz von bis zu 30m abgesetzt werden können.
Der Kompakt C-IPC ist ein Alles-Könner
Durch die völlige Hardware-Kompatibilität mit den CPU’s und die Anbindung von Terminals auf größere Distanzen kann der Kompakt C-IPC folgende Aufgaben übernehmen: Steuerung oder Visualisierung oder beides gemeinsam.
Projektierungssoftware LASAL
Alle diese Variationsmöglichkeiten werden von der Projektierungssoftware LASAL unterstützt. Da LASAL plattform-unabhängig eingesetzt werden kann, ist diese Software für alle CPU’s, Industrie-PC’s und Terminals verwendbar.
Die Grenzen fallen
Durch die vollständige Kompatibilität der gesamten Produktpalette bietet Sigmatek ein flexibel zusammensetzbares System von Hardware- und Software-Komponenten. Dadurch fallen bisherige Grenzen bei Automatisierungslösungen und dem Anwender stehen nahezu unbegrenzte Kombinationsmöglichkeiten zur Verfügung.
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Oktober 2003
Sicherheit ist für SIGMATEK von elementarer Bedeutung. Dies betrifft sowohl kundenspezifische Spezialentwicklungen mit modernster Elektronik für hochkomplexe Anwendungen, als auch die Qualitätskontrolle in der Produktion. Davon konnte sich Innenminister Dr. Ernst Strasser, begleitet von einem ORF-Team, bei seinem Betriebsbesuch am 10. Oktober 2003 überzeugen. |
Das 1988 gegründete Unternehmen entwickelte sich in den letzten Jahren zu einem der führenden Anbieter von Steuerungstechnik. Durch den Erfolg auf den internationalen Märkten ist SIGMATEK ein stark wachsendes Unternehmen. SIGMATEK erweiterte vor zwei Jahren die Firmenzentrale um eine neue Fertigungshalle, die den modernsten Anforderungen der Produktion von hochsensiblen elektronischen Komponenten entspricht.
  
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September 2003
200 Meter Karton pro Minute werden beim holländischen Maschinenbauer VISNO auf einer Produktionsstrecke von rund 150 Metern produziert. Für die reibungslose Ausführung der integrierten Steuerungsaufgaben wird das leistungsfähige SPS-System DIAS aus dem Hause SIGMATEK eingesetzt. Das ausgeklügelte Konzept, welches erhebliche Einsparungen an Verkabelung, zusätzlichen Prozessoren und Inbetriebnahmezeit bringt, steuert 42 Achsen in vier Funktionseinheiten inklusive einem gigantisch rotierenden Messer. |
Die Herausforderung – der Produktionsprozess
Wabenkarton besteht aus zwei Decklagen und einer Zwischenlage, dem so genannten „Core“, mit Wabenstruktur. Dieser Kern ist in verschiedenen Stärken lieferbar, wodurch unterschiedliche Produkte hergestellt werden können. Deshalb muss die Fertigungsstrecke auf verschiedene Stärken einstellbar sein. Zusätzlich können unterschiedliche Breiten und Längen produziert werden. Die verschiedenen Menüs werden mit Hilfe von vier grafischen Bedienterminals eingestellt.
Auf einer Gesamtlänge von 150 Metern stehen nacheinander aufgebaut: eine Zufuhreinheit für die Wabenschicht, eine Expandiereinheit, ein Trockenofen, ein Laminierer, ein Trockenband und ein Schneidemesser.
Die Expandiereinheit
Zu Beginn des Produktionsprozesses wird ein dicker Stapel der zusammengefalteten Wabenschicht in eine Expandiereinheit eingeführt. Das Paket wird auseinander gezogen und es entsteht eine offene Struktur. Die Breite variiert dabei zwischen 1,50 und 2 Metern.
Der Trockenofen
Die geöffnete Core-Lage wird nun in einen 20 Meter langen Trockenofen geschoben. Nach dem Trocknen wird geprüft, ob das Material noch die gewünschte Breite aufweist. Wenn nicht, wird rückgekoppelt. Eventuelle Änderungen werden wegen der Schwankungen, die wiederum von der Überlänge abhängig sind, in kleinen Schritten vorgenommen.
Der Laminierer
Nach dem Trockenofen wird der Core in die Laminiereinheit eingeführt. Dabei handelt es sich um zwei aufeinander gestapelte Klebeeinheiten. Auf den Core wird der Kleber aufgetragen. Hierbei müssen die Breite sowie die gewünschte Dicke eingestellt werden. Die Kleberollen werden mit Servoachsen angetrieben. Um ein Überschneiden zu vermeiden, drehen die Servomotoren genau synchron. Für das „Referenzieren“ der Achsen wurde eine spezielle Lösung entwickelt. Erst wird eine Achse referenziert, während die andere Achse der Bewegung folgt, dann wird dieser Vorgang mit der zweiten Achse wiederholt.
Der Laminierer stellt vor allem durch die große Menge an Einstellmöglichkeiten und den mechanischen Aufbau eine komplexe technische Herausforderung dar. Die Einstellungen sind zum Teil geschwindigkeitsabhängig. Dazu kommt noch die Kleberdicke, die ungeachtet der Geschwindigkeit ebenso konstant sein muss, wie die korrigierte Breite der Leimschicht auf dem Core. Um dem Personal die Bedienung zu erleichtern, erfolgt diese am Display mit einer Rezepturverwaltung.
Das Trockenband
Nach dem Zusammenfügen der beiden Decklagen mit dem Core folgt ein 30 Meter langes „Trockenband“, dessen Geschwindigkeit von 2 Reglern gesteuert wird, wobei das Trockenband Masterfunktion hat. Alle gekoppelten Achsen richten ihre Geschwindigkeit nach der des Trockenbandes. Die 1,50 bis 2 Meter breite Wabenkartonbahn wird von einer Schnitteinheit in die gewünschte Breite zerteilt.
Das überdimensionale Schneidemesser
Mit einer Schnittbreite von 2,50 Metern und einer Schnittstärke von 1 bis zu 20 Zentimetern ist das Messer Respekt einflößend. 40.000 Kilo Beton als Ballast hindern die Riesenklinge am Abheben. Die Gesamtmasse von rund 1.000 Kilo wird mit einer maximalen Schnittgeschwindigkeit von 3,3 Metern pro Sekunde gesteuert. Die Geschwindigkeiten, die benötigt werden, um bei einer Lagengeschwindigkeit von 200 Metern in der Minute Streifen in der gewünschten Länge abzuschneiden, sind beeindruckend. Abhängig von der Produktions-geschwindigkeit und der Kartonstärke ist die gewünschte Länge zwischen 70 Zentimetern und sieben Metern einstellbar. Daraus ergeben sich Geschwindigkeiten bis zu 20 Metern pro Sekunde. Durch den Exzenter führt das Messer eine Kreisbewegung aus, die korrigiert werden muss. Ohne Korrektur würde man einen kreisförmigen Schnittrand erhalten, was vor allem bei dickeren Platten auffallen würde. Winkelsynchronität bei acht Motoren ist für übliche Steuerungen schon keine leichte Aufgabe, geschweige denn die Ausführung einer Kreiskorrektur. Das alles ungeachtet der Produktionsgeschwindigkeit.
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Die Lösung mit SIGMATEK
Insgesamt mussten 42 Achsen gesteuert werden. Die Techniker von SIGMATEK haben sich entschieden, die Strecke in vier Funktionseinheiten zu unterteilen: die Expandiereinheit mit zwölf Achsen, die Core-Einheit mit zwölf Achsen, die Decklageneinheit mit zehn Achsen und schließlich das fliegende Messer mit acht Servoachsen. Jede Einheit erhielt ein eigenes Bedienterminal, um Einstellungsänderungen, Status- und Störungsmeldungen vor Ort zu ermöglichen. Da die Expandiereinheit in einen Expandier- und Zufuhrbereich unterteilt werden musste, hat man sich für zwei Prozessoren entschieden. Dasselbe gilt für die Core-Einheit, die in die Decklagenzufuhr und den Laminierbereich aufzuteilen war. |
Alle CPUs und Bedienterminals sind über den CAN-Bus verbunden. Das eigene Betriebssystem ist auf die Bedürfnisse der Maschinenhersteller abgestimmt. Dadurch ist es möglich, die Bewegungsaufgaben mit den SPS-Aufgaben in eine Single-Target-Plattform zu integrieren.
Hier erweist sich die Philosophie von SIGMATEK, nach welcher Logik und Motion mit minimalen Zykluszeiten arbeiten, als großer Vorteil. Die Programmierstruktur in LASAL ermöglicht eine klare Darstellung in den Klassen. Die vorhandene Bibliothek an entsprechenden Klassen vereinfacht die Programmierung essentiell und reduziert den Programmieraufwand wesentlich. Auch die Bedienterminals sind mit derselben Prozessortechnik ausgerüstet. Das impliziert wiederum für alle Funktionen dieselbe Programmierumgebung.
Das DIAS-System besteht aus Funktionseinheiten, wie CPU, digitalen und analogen Ein-/Ausgangs-modulen, Positioniermodulen usw. Ohne zusätzliche Hardware werden alle Module, sowohl lokal als auch dezentral, angewandt. Die DIAS-Module können mit Flachbandkabeln und/oder Lichtwellenleitern verbunden werden.Alle Einheiten bestehen aus einer Kombination von Servotechnik und SPS-Steuerung. Die Zykluszeiten betragen etwa 3 ms, auch für den Expandierbereich mit zwölf Achsen, von denen vier an die Streckengeschwindigkeit gekoppelt sind. Jedoch ist das große Messer die auffälligste Einheit. Der synchrone Lauf der Schneidemesser ist wirklich einzigartig. Insgesamt acht Motoren, je vier Motoren auf jeder Seite, steuern das exzentrisch montierte Messer. Die Geschwindigkeit hängt, wie bei den oben erwähnten Achsen, von der Streckengeschwindigkeit des Trockenbandes ab. Alle Achsen drehen sich winkelsynchron. Die Servoverstärker sind auf einen Geschwindigkeits- bzw. Stromregelkreis eingestellt; die Steuerung übernimmt den Positionsregelkreis. Die Servoachsen sind an ein NC-Modul angeschlossen. Diese Einheit verfügt über einen Inkrementalgebereingang, einen analogen Ausgang und u.a. für die Endschaltungen über eine Anzahl digitaler Ein- und Ausgänge. Die rückgekoppelte Position wird bei jedem Zyklus „3 ms“ mit dem berechneten Profil verglichen. Eine möglicherweise korrigierte neue Geschwindigkeit wird umgehend zum Verstärker geleitet. Das Profil wird anhand der Streckengeschwindigkeit, der gewünschten Schnittlänge und der Paketstärke berechnet. Grundsätzlich entspricht die Funktionalität der eines normalen Messers.
Dabei wird die Position des Messers an die Position der Strecke gekoppelt, und es schneidet die Produkte auf die gewünschte Länge. Durch die exzentrische Montage des Messers legt es einen kreisförmigen Weg zurück. Die Kreisform muss ausgeglichen werden, weil das Paket sonst schräg abgeschnitten werden würde. Dieser Ausgleich wird von der Software automatisch berechnet. Die Korrekturfunktion wurde auch dem Profilgenerator hinzugefügt. Daraus ergibt sich ein einfaches Konzept, welches für eine erhebliche Einsparung an Verkabelungen, zusätzlichen Prozessoren und Inbetriebnahmezeiten sorgt.
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September 2003
Mit dem neuen Industrie-PC "C-IPC" setzt SIGMATEK die Entwicklung der „Compact“ DIAS-Reihe konsequent fort. Das Gerät in modernem Design ist nur 133 mm breit, 116 mm hoch und 125 mm tief. Damit hat der C-IPC auch in kleinen Schaltschränken oder Klemmkästen Platz. Der C-IPC ist mit der bestehenden DIAS-Reihe voll kompatibel und hat die DIAS-Schnittstellen bereits eingebaut. |
Damit kann der C-IPC direkt auf den Modulträger der C-DIAS-Module aufgesteckt werden. Die Bauform ermöglicht einfaches und bequemes Handling bei der Bedienung und beim Einbau zusätzlicher Komponenten. Neben den Standard-PC-Schnittstellen hat der C-IPC auch einen 10/100 Mbps Ethernet- und einen USB-Anschluss integriert. Die DVI-Schnittstelle ermöglicht den kostengünstigen Anschluss von Bedienterminals. Um den praxisbezogenen Anforderungen gerecht zu werden, ist im Industrie-PC bereits ein 24 V DC Netzteil eingebaut.
Praxisgerecht durch einfaches Handling
Der einfache und schnelle Zugang zu Batterie, Erweiterungs- und Speicherkarte ermöglicht maximale Servicefreundlichkeit. Der Ein- und Ausbau von Komponenten erfolgt einfach und bequem. Mit nur einer von Hand zu öffnenden Schraube wird die Abdeckung entfernt. LEDs sorgen für die Überwachung und zeigen den aktuellen Betriebszustand wie Spannungsversorgung, RUN und Error an. Der C-IPC besitzt ein zweistelliges numerisches Display für die Konfiguration und zur Ausgabe von Fehlermeldungen.
Um die Betriebs- und Datensicherheit zu erhöhen, kann der C-IPC mit einer USV ausgerüstet werden. Für den leichten Einbau der Akkus sind bereits in der Standardversion die erforderlichen Anschlüsse nach außen ausgeführt.
Compact-Flash-Speicherkarte als Massenspeicher
Als Wechsel-Medium dient im neuen C-IPC eine Compact-Flash-Speicherkarte anstelle der üblichen Festplatte. In zwei Kartenhaltern können die standardisierten Speicherkarten als Programm- oder Datenspeicher eingesetzt werden. Die Compact-Flashs werden vom Betriebssystem aus als interne Laufwerke angesprochen. Durch den Verzicht auf rotierende Teile ist der Industrie-PC auch für rauhe Arbeitsumgebungen hervorragend geeignet.
Skalierbare Power
Durch den modularen Aufbau gewährleistet der C-IPC höchste Flexibilität. Er kann optimal an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden. Ein besonderes Merkmal in diesem Zusammenhang ist die Skalierbarkeit der Leistung. In der Standardversion stehen Prozessoren von 200 MHz bis 1,2 GHz zur Verfügung. Bei geringer Prozessorleistung ist ein lüfterloser Betrieb möglich. Die Arbeitsspeicheroptionen reichen von 32 MB bis 512 MB.
Leistungsstarkes Gesamtsystem
Dank der guten Performance des neuen Gerätes wird die DIAS-Serie zu einem äußerst leistungsstarken Gesamtsystem. Für die Applikation wird die Projektierungssoftware LASAL eingesetzt. Die Soft-SPS LASAL CLASS erledigt die Steuerung. Mit LASAL SCREEN können auch anspruchsvolle Visualisierungen umgesetzt werden. Wird der C-IPC direkt auf den Modulträger von C-DIAS gesteckt, so erfolgt auf diesem eine Highspeed-Kommunikation. Dies bedeutet eine Scanrate von 30 Millionen Ein-/ Ausgänge pro Sekunde und eine Zugriffszeit auf ein Byte von nur 0,28 µs.
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Schnittstellen
Der C-IPC verfügt über folgende Schnittstellen: Ethernet 10/100 Mbps, RS232, RS232/RS485, DIAS-Bus, CAN-Bus für den Terminalanschluss, CAN-Bus für die Verbindung mit den CPUs, S-DVI für den Anschluss eines SIGMATEK-Bedienterminals und eine USB-Schnittstelle. Diese ermöglicht den praktischen Anschluss weiterer Geräte wie zum Beispiel Tastatur, Maus, Sicherungsmedien etc. Außerdem ist eine RGB-Schnittstelle für den Anschluss eines weiteren Monitors zur Unterstützung von Service, Inbetriebnahme etc. integriert. In einen Erweiterungsslot kann eine weitere Schnittstellenkarte mit Ethernet, LPT und 2 x RS232 gesteckt werden. |
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April 2003
Automatisierung im Spritzgießbetrieb – in diesem Bereich produziert das Wiener Unternehmen Wittmann-Kunststoffgeräte seit bald 20 Jahren innovative Roboter-Einheiten. Der Slogan »Technik nach Maß« unter dem Firmenlogo charakterisiert bereits das, was den weltweit tätigen Roboterhersteller auszeichnet: ein Höchstmaß an Flexibilität wenn es darum geht, kundenspezifische Applikationen zu erstellen. Das Know-how in Sachen Steuerungstechnik kommt dabei aus Lamprechtshausen, denn mit Sigmatek wurde ein elektrotechnischer Partner gefunden, der genauso flexibel agiert, wie man selbst. (von Thomas Reznicek) |
Vor-Ort-Recherche in Wien-Donaustadt: Unweit des Rinterzeltes befindet sich das Headquarter des weltweit tätigen Roboter-Herstellers Wittmann Kunststoffgeräte. Von einfachen pneumatischen/motorischen Systemen bis hin zu leistungsfähigen CNC-Linearrobotern in Carbon-Technologie reicht das Portfolio jener Einheiten, die für das rasche Entnehmen der fertigen Teile aus der Spritzgießmaschine sorgen. Daneben bietet das seit 1976 bestehende Unternehmen Peripherie-Geräte für die Kunststoffteileproduktion wie Temperiergeräte, Durchflussregler, Trockner, Fördereinrichtungen und Mühlen. Mit dem Salzburger Automatisierungshaus Sigmatek verbindet eine langjährige Partnerschaft, seit 1991 rüstet Wittmann seine Roboter mit Steuerungstechnik aus Lamprechtshausen aus. Ing. Andreas Klackl, Leiter der Robot-Abteilung bei Wittmann Kunststoffgeräte, erinnert sich: „Als wir im Jahr 1985 mit der Produktion der ersten Roboter begannen, wurden diese noch klassisch über Speicherprogrammierbare Steuerungen und mechanische Nockensysteme gesteuert. Wir dachten aber bereits damals darüber nach, wie man eine CNC-Steuerung in das Robot-System integrieren könnte“. Ziel war es, durch eine rein elektronische Steuerung mehr Flexibilität bei Produktwechsel sowie der Wahl der Antriebe anbieten zu können. Immer wieder führten die Techniker von Wittmann mit den unterschiedlichsten Steuerungsfabrikaten Versuche durch, allerdings fand man keine optimale Lösung. „Die meisten Steuerungen waren für den allgemeinen Industriebereich konzipiert; da waren sehr gute Geräte dabei, mit sehr vielen Schnittstellen und zahlreichen bereits inkludierten Zusatzoptionen. Diese Funktionsvielfalt war allerdings für unsere Anwendungen nicht notwendig; die angebotenen Steuerungen konnten teilweise zu viel, in manchen Bereichen wiederum zu wenig. Wir fanden am Markt einfach kein Produkt mit einem für uns optimalen Preis-Leistungs-Verhältnis“.
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Modulare Robot-Systeme
Bei Wittmann läuft bereits die sechste Generation von CNC-Robot-Geräten. Das Sortiment beginnt bei maximalen Handhabungsgewichten von 3 kg und erstreckt sich bis 125 kg. Gerade bei dieser Reihe wurde großes Augenmerk auf Modularität gelegt, gilt es doch, größere Serien ebenso wie individuelle Kundenapplikationen mit teils sehr spezifischen Vorgaben anzubieten. Prinzipiell wären die Robot-Systeme zwar in sehr vielen Marktsegmenten anwendbar, Wittmann hat sich allerdings ausschließlich auf die Kunststoffindustrie spezialisiert, denn: „Wir verfügen über langjähriges Know-how in diesem Bereich. |
Unsere Robot-Einheiten sind speziell für den Kunststoffbereich konstruiert und angepasst, bei der Automatisierung einer Spritzgussmaschine ist eines der ausschlaggebendsten Kriterien die Formöffnungszeit, also wie lange es dauert, bis ein fertiger Teil aus der Form entnommen ist. Denn dieser Entnahmevorgang ist eine unproduktive Zeit, alle anderen Parameter sind physikalisch definiert, daher gibt es beim eigentlichen Spritzgießvorgang nur wenig Reduktionspotenzial“, erläutert Ing. Klackl. Zurück zur angesprochenen Modularität - um die nötige Flexibilität bieten zu können und somit auf kundenspezifische Wünsche optimal einzugehen, schufen die Robotik-Experten über die Jahre ein ausgereiftes Baukastensystem. Durch dessen Modularität und die hohe Verfügbarkeit der Anlagen kann Wittmann zu einem guten Preis-Leistungs-Verhältnis am Weltmarkt anbieten, was ein Exportanteil von 95 Prozent eindrucksvoll belegt. An die 2.000 Robot-Einheiten verlassen jährlich das Produktionswerk in Wien-Donaustadt, man ist somit der größte Anbieter in Europa. Neben Deutschland sind die USA der Hauptabsatzmarkt, mit Niederlassungen auf allen fünf Kontinenten und zahlreichen Vertretungen rangiert man auch weltweit in den vordersten Reihen. Neben dem Direktvertrieb an Endkunden werden auch zahlreiche OEM-Partner beliefert. Auch hier zeigt sich Wittmann sehr flexibel. Anpassungen an die unterschiedlichen Maschinendesigns der verschiedenen Hersteller werden ebenso berücksichtigt wie individuelle Steuerungswünsche.
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Steuerungstechnik
„Die Kundenbetreuer der Firma Sigmatek waren die ersten, die eine auf unsere Bedürfnisse abgestimmte Steuerung anbieten konnten. Das war die Basis für die langjährige Zusammenarbeit“, erzählt Ing.Klackl. Zu Beginn der Zusammenarbeit war eine wesentliche Anforderung, dezentrale CNC-Steuereinheiten zu liefern . das war damals noch nicht so verbreitet wie heute. Vor allem die Performance und Geschwindigkeit der CNC-Einheit waren wesentliche Kriterien. „Auf der Messe »K92« haben wir das erste CNC-Steuerungssystem mit CAN-Bus-Anbindung für einen Roboter vorgestellt, das war damals eine große Innovation. |
Bis dahin wurde klassisch verkabelt und vom Steuerschrank aus das Robot-Gerät bedient“, erinnert sich Ing. Klackl an die ersten Erfolge der Partnerschaft mit Sigmatek. Die von Sigmatek gelieferten CNC-Einheiten bestehen jeweils aus dem gleichen Grundkonzept, der Kern der Steuerung ist als Zwei-CPU-Lösung angelegt, das bedeutet, eine CPU ist für die Funktionalität des Roboters zuständig und eine zweite für Visualisierung und Bedienerführung. Die Steuerungseinheit kann je nach Bedarf mit entsprechenden Ein-/Ausgängen versehen werden. Sigmatek verfügt über eine breite Standardpalette mit vielen modularen Komponenten. Auf diese Grundgeräte werden dann die speziell für den Roboter-Einsatz produzierten Module aufgesetzt. Mit Sigmatek als Partner kann Wittmann sowohl von der mechanischen als auch von der elektrischen bzw. steuerungstechnischen Seite einen sehr flexiblen modularen Systembaukasten anbieten. Eine weitere, wesentliche Forderung in der Robotik ist das Minimieren der bewegten Massen. Daher war Wittmann auch schon sehr frühzeitig bestrebt, den Verkabelungsaufwand so gering wie möglich zu halten. In den Anfängen wurde mit CAN-Bus gearbeitet, später kam dann der DIAS-Bus von Sigmatek hinzu. „Innerhalb des Systems haben wir zwar eine sehr spezifische dafür aber zu den Steuerungsmodulen optimierte Kommunikation mit einer hohen Performance. Und über definierte Standardschnittellen bieten wir breite Offenheit“, erläutert Ing. Klackl.
Fazit
Die Partnerschaft funktioniert sehr gut, Wittmann kann sich voll auf die Kompetenzen in der Robotertechnik konzentrieren, insbesondere was die Kundenwünsche betrifft. Ing. Klackl dazu: „Wann immer wir ein neues Produkt entwickeln, setzten wir uns mit den Hardware- und Steuerungsspezialisten von Sigmatek zusammen; und wir finden immer eine vernünftige Lösung. Wir erstellen gemeinsam optimale Sonderpakete und definieren die Standardschnittstellen. Wir müssen auch nicht endlos lange warten, bis die entsprechende Platine designed ist . Sigmatek reagiert immer sehr rasch und innovativ“. Und wenn es einmal ein steuerungstechnisches Problem gibt? Dann wird in Lamprechtshausen alles darangesetzt, die Schwierigkeiten zu lösen: „Auf den Partner zählen und sich auf ihn verlassen können. Das ist die Basis unserer langjährigen Zusammenarbeit“, resümiert Ing. Klackl.
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März 2003
SIGMATEK präsentiert auf der Hannover Messe eine
bedeutende Weiterentwicklung in der DIAS-Produkt-Familie.
Neben der besonders kompakten Bauform der neuen
DIAS-Module besticht C-DIAS mit Power-CPU durch
beeindruckende Highspeed-Kommunikation. Das SPS-System
wird in der Zeit vom 7. bis 12. April auf der Hannover Messe,
der weltweit größten Industriemesse,
in Halle 9, Stand D 61 vorgestellt. |
SIGMATEK liefert mit Power-CPU große Leistungsfähigkeit in modernem Design
C-DIAS mit Power-CPU heißt die Neuentwicklung aus dem Hause SIGMATEK. Sie bietet große Leistungsfähigkeit in modernem Design. Die C-DIAS CPU hat die gleiche Powerperformance wie die bestehende DIAS-CPU. Mit dem INTEL Prozessor beträgt die Befehlsausführungszeit nur noch 0,3 µs. Je nach Modell verfügen die C-DIAS-Standard-CPUs über einen DIAS-Bus, einen CAN-Bus- oder eine RS232-Schnittstelle. Für das entsprechende Anwenderprogramm stehen der Power-CPU 808 kByte Programmspeicher und 768 kByte Datenspeicher zur Verfügung. Das Prozessormodul besitzt ein 2-stelliges dezimales Display für Konfiguration und Ausgabe einer Fehlermeldung und zeichnet sich sowohl durch die moderne Optik als auch durch die eindeutige Statuserkennung aus.
Highspeed-Steuerung in kompakter Bauform
Besonderes Augenmerk legten die Produktentwickler von SIGMATEK auf eine kompakte Bauform der einzelnen C-DIAS-Module, um den Anforderungen von Kunden und Markt gerecht zu werden. Durch die hohe Packungsdichte der Module beträgt die verbaute Fläche - bei einer Breite eines Einzelmoduls von 25 mm - nur 1,9 cm2 pro I/O-Punkt. Auf dem Modulträger, auf dem sich die Power-CPU befindet, erfolgt die Kommunikation zwischen CPU und I/O-Modulen durch die parallele Datenübertragung mit höchster Geschwindigkeit. Dies bedeutet bei einer Scanrate von 30 Millionen I/Os pro Sekunde eine Zugriffszeit von nur 270ns pro Byte. Durch einen Lichtwellenleiter und/oder eine Double-Twisted-Pair-Leitung können über den DIAS-Bus bis zu 8 Modulträger mit je 8 Modulen verbunden werden.70ns pro Byte. Durch einen Lichtwellenleiter und/oder eine Double-Twisted-Pair-Leitung können über den DIAS-Bus bis zu 8 Modulträger mit je 8 Modulen verbunden werden.
Echtzeit durch Synchronisation und ohne Jitter
Die taktsynchrone Arbeitsweise von C-DIAS erlaubt einen praktisch jitterfreien Peripheriezugriff. Durch die Verwendung eines synchronen Taktsignals am Bussystem wird ein stabiler Takt erreicht. Die CPU sendet einen Impuls an sämtliche intelligente Busteilnehmer, welche sich auf dieses Signal hin synchronisieren können. Es wird sichergestellt, dass die Werte praktisch jitterfrei von der CPU eingelesen werden. Über den DIAS-Bus werden auch die digitalen Servoantriebe synchronisiert. Somit ist der Lageregelkreis jitterfrei geschlossen. Dadurch werden bei Regeltechnik-Anwendungen die Regelgüte, und bei Motion Control-Anwendungen die Genauigkeit einer Maschine um ein Vielfaches erhöht.
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LASAL Projektierungssoftware
Die Projektierungssoftware LASAL von SIGMATEK vereint alle Funktionalitäten zur Lösung von Automatisierungsaufgaben – All-in-One. Mit den einzelnen Tools LASAL CLASS, -SCREEN, -TEXT und -MOTION werden Aufgaben wie Projektierung, Visualisierung und Motion Control mit einem System realisiert.LASAL ist ein weltweit einzigartiges Projektierungstool, welches über objektorientierte Programmierung mit Client-Server-Technologie und grafischer Darstellung verfügt. Durch seine zentrale Datenverwaltung ist der Zugriff der einzelnen Tools auf alle Variablen im System jederzeit möglich. So können Projektierungsfehler vermieden und Applikationen schneller erstellt werden. Dies bedeutet für den Kunden eine Reduzierung des Zeit- und Kostenaufwandes. |
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März 2003
Kompakte Bauform durch hohe Packungsdichte
Die innovative Produktreihe wurde auf Grund von neuen Kunden- und Marktanforderungen entwickelt. Es wurde ein besonderes Augenmerk auf die kompakte Bauform der einzelnen C‑DIAS-Module gelegt. Durch die hohe Packungsdichte der Module beträgt die verbaute Fläche nur 1,9 cm2 pro I/O- Punkt. Somit können z.B. auf einer Breite von nur 20 cm bis zu 128 Ein- bzw. Ausgänge platziert werden. |
Modulträger mit Hochgeschwindigkeitskommunikation – 30 Mio. I/Os pro Sekunde
Neu ist auch der Modulträger, welcher zur mechanischen Aufnahme von 4 oder 8 C-DIAS-Modulen dient. Ein leicht zu handhabender Verriegelungsmechanismus fixiert die Module auf dem Modulträger. Durch diese einfache Steckvorrichtung ist ein schneller und komfortabler Modulaustausch möglich.
Der Modulträger stellt die elektrische Verbindung zu den einzelnen C-DIAS-Modulen her. Auf dem Modulträger, auf welchem sich die CPU befindet, wird die Kommunikation zwischen CPU und I/O-Modulen durch die parallele Datenübertragung mit höchster Geschwindigkeit übertragen. Dies bedeutet eine Scanrate von 30 Millionen I/Os pro Sekunde. und die Zugriffszeit auf ein Byte beträgt min. 270ns. Über den DIAS-Bus können bis zu 8 Modulträger durch einen Lichtwellenleiter und/oder eine Double-Twisted-Pair-Leitung verbunden werden.
C-DIAS-Module universell einsetzbar
Die neuen C-DIAS-Module werden als komplette, eigenständige Steuerung oder als Erweiterung zum bestehenden DIAS-System verwendet. Somit ist es möglich, dass bei Automatisierungskonzepten beide Produktreihen zum Einsatz kommen. Es besteht auch die Möglichkeit, die Module als Remote- I/O-System oder als intelligentes Subsystem anzuwenden.
Umfangreiche Modulidentifikation
Mit der Projektierungssoftware LASAL CLASS können alle angeschlossenen Module im System automatisch identifiziert werden. Jeder einzelne Modultyp wird tabellarisch aufgelistet und somit ist ein schneller und komfortabler Überblick über die vorhandene Peripherie gewährleistet.
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Modernes, zukunftsweisendes Design
Das Gehäuse wurde in einem neuen Design konzipiert. Die abgeschrägte Anschlussleiste ermöglicht es, dass die Verdrahtung direkt in die Höhe von einem Standardkabelkanal eingeführt werden kann. Ein funktional gestalteter Gehäusedeckel deckt die Anschlussleiste inkl. der Verdrahtung ab und kann als Beschriftungsfeld verwendet werden. Die Leuchtdioden zeigen den aktuellen Status an und ermöglichen eine Diagnosefunktionalität.
Um den Anforderungen einer modernen Logistik und einer Vorkonfektionierung von Leitungen gerecht zu werden, wurden die C-DIAS-Module um eine Steckerleiste erweitert. Die Stecker sind mit Federzugklemme oder mit Schraubklemme erhältlich. |
Projektierungssoftware LASAL auch für C-DIAS
Bei C-DIAS wurde auf die volle Kompatibilität zur gesamten SIGMATEK-Produktpalette viel Wert gelegt. So ist es verständlich, dass das neuen Projektierungstool LASAL zum Einsatz kommt, welches alle Vorteile der modernen Automatisierungstechnologie bietet. Als weltweit einziges Projektierungstool verfügt LASAL über objektorientierte Programmierung mit Client-Server Technologie und grafischer Darstellung. Dabei wird die seit Jahren bewährte Technologie von der PC-Programmiertechnik in die Steuerungstechnik übertragen.
Der DIAS-Bus als durchgängige Gesamtlösung
Die moderne und zukunftssichere Bustechnologie verlangt nach einem universell einsetzbaren System für den gesamten Automatisierungsbereich. Es sollen zentrale und/oder dezentrale Automatisierungskonzepte umgesetzt werden können. Die Anwendung soll von SPS über Soft-SPS und Visualisierung bis hin zur Antriebstechnologie reichen. Bei einer hochdynamischen Koordination von vielen Achsen werden mehrere Ansprüche an das Bussystem gestellt. Bei der Übertragung von Sollwertvorgaben und Istwerten sollen diese Parameter in genau taktsynchronen Zeitabschnitten zur Lageregelung erfolgen. Ein Jitter im µs-Bereich kann bereits einige Millimeter an Bahnfehlern verursachen. Unabhängig von der Anzahl der Achsen sollte die Buszykluszeit so kurz wie möglich bleiben. Nur so kann mit einer hohen Geschwindigkeit eine Sollwertvorgabe erreicht werden. Zusätzlich zu diesen Anforderungen muss auch der Kostenfaktor berücksichtigt werden.
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Wozu ein eigenes Bussystem?
Bei lokalen Steuerungskonzepten werden die SPS-Module, z.B. digitale und analoge Ein- / Ausgangsmodule oder Positioniermodule usw., auf einem Baugruppenträger oder in einem Montagerack befestigt. Für die Steuerungssoftware wird eine lokale CPU verwendet. Die Verbindung zwischen CPU und Modulen erfolgt über einen lokalen, meist parallelen Systembus. Der Vorteil dieser Anordnung ist der extrem schnelle Datenverkehr zwischen der CPU und den Modulen. Der Nachteil besteht darin, dass die Feldverdrahtung, z.B. Sensoren, Endschalter, etc. zu den lokalen Modulen geführt werden muss und somit ein großer, meist unnötiger Verdrahtungsaufwand entsteht. Wie wird aber bei solchen Systemen ein dezentraler Aufbau oder ein Mischaufbau bestehend aus lokalen und dezentralen I/Os realisiert? Kann für solche Anforderungen der eigene Systembus verwendet werden, oder muss ein zusätzlicher Bus eingesetzt werden? Werden weitere Busknotenpunkte benötigt? Welche Anforderungen werden an den Kommunikationsaufwand gestellt? Aus dieser Vielfalt an Anforderungen ist leicht ersichtlich, dass eine herkömmliche Verbindung zwischen CPU und Modulen mit einem parallelen Systembus nicht mehr möglich ist. Deshalb wurde ein Systembus entwickelt, an den sogar dezentrale Module ohne Geschwindigkeitsverlust angeschlossen werden können. Dadurch besteht die Möglichkeit, Positionieraufgaben und schnelle Analogwertverarbeitungen OHNE lokale Intelligenzen im Modul zu realisieren. Diese durchgängige Gesamtlösung garantiert eine hohe Übertragungsgeschwindigkeit und reduziert die Gesamtkosten, da keine weiteren Busknotenpunkte benötigt werden.
Buszykluszeit – Powerperformance
Die Datenrate von 11 MBd garantiert ein Update von 2,7 Mio. I/Os pro Sek. und eine Zugriffszeit auf ein I/O-Modul in nur 6 µs.
Keine Software für den DIAS-Bus nötig
Der DIAS-Bus basiert auf dem Master–Slave-Prinzip. Der gesamte Kommunikationsablauf zwischen den Busteilnehmern, d.h. sämtliche Vorgänge wie Datenfluss-, Fehlerkontrolle, Checksummenprüfung, Watchdog, Retry-Strategien usw., werden vollautomatisch von der Hardware realisiert. |
Auf diese Weise wird keine Software für die Konfiguration des Systems benötigt. Für den Fall einer fehlerhaften Buskommunikation sind alle sicherheitsrelevanten Schaltungen im I/O-Modul integriert. Ein Fehler wird automatisch erkannt, so können z.B. die Ausgänge in einen definierten Ruhezustand geschaltet werden. Als Pluspunkt muss aufgeführt werden, dass die Buskommunikation völlig unabhängig vom Steuerungsprogramm arbeitet, und folglich die CPU nicht belastet.
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Durchgängigkeit des Bussystems
Bei Industrie-PCs oder intelligenten Terminals kommt die LASAL Soft-SPS zum Einsatz. Über die bestehende DIAS-Bus-Schnittstelle am Gerät wird einfach und schnell eine Verbindung zu den I/O-Modulen und/oder zu den Servos aufgebaut.
Kostenvorteil und Nutzen
Mit nur einem Bussystem können alle Aufgaben in einem Automatisierungskonzept erfüllt werden. Unabhängig von der Bustopologie ist dessen Einsatz von der Steuerung bis zum Antrieb in Echtzeit gewährleistet. Die Kosten für Engineering, Installation und Softwareentwicklung werden auf ein Minimum reduziert. |
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