Wenn man Industrie 4.0 und die Fabrik der Zukunft anspricht, denken die meistendabei an Maschinen, die mit anderen Maschinen oder Menschen kommunizieren und zusammenarbeiten können. Bei Sepro Group haben wir Ideen, die darüber hinausgehen.

Allgemein wird davon ausgegangen, dass es sich bei der Industrie 4.0 um eine technologische Entwicklung handelt, und viele stellen sich darunter eine Funktion oder Fähigkeit vor, die in auf dem Markt erhältlichen Geräten integriert ist. Wir sind jedoch der Meinung, dass diese Vorstellung zu stark eingeschränkt ist. Wenn man sich Roboter und Spritzgießmaschinen ansieht, dann ist die Industrie 4.0 heute schon Realität. Unsere Geräte kommunizieren seit Jahren mit Spritzgießmaschinen und Menschen. Das ist für die ordnungsgemäße Funktion unabdingbar.

Das „Gehirn“ des Roboters arbeitet bereits in einer Master-/Slave-Beziehung mit anderen Maschinen zusammen und kann automatisch und in Echtzeit reagieren um sich der Programmierung und den Rückmeldungen der Sensoren anzupassen. Dank Euromap- und SPI Schnittstelle sowie den neuesten Robotersteuerungen – einschließlich der Visual Steuerungen von Sepro – ist es bereits heute möglich, jede Spritzgießmaschine von jedem Hersteller zu automatisieren, unabhängig davon ob es sich um eine neue Anlage oder eine Umrüstung handelt. Eine aktuelle Umfrage hat ergeben, dass Sepro Roboter mit mehr als 30 verschiedenen Marken von Spritzgießmaschinen arbeiten.    

Natürlich wird es eine Weiterentwicklung der Kommunikationstechnologie geben. Wir erleben bereits Roboter oder Co-Bots, die Hand in Hand mit Menschen arbeiten. Dennoch sollten wir auch aus einer breiteren Perspektive über die Industrie 4.0 nachdenken. Bei Sepro sind wir der Überzeugung, dass die tatsächliche Industrie 4.0 sowohl die Kommunikation, Integration und Zusammenarbeit, nicht nur zwischen Maschinen, sondern auch zwischen Menschen und Unternehmen, weltweit umfassen wird. Hier wird die Branche den Schritt auf die nächste Ebene tun. Und so werden die Fabriken der Zukunft entstehen.    

Kommunikation und Integration

  Tatsächlich hat Sepro mit der unternehmenseigenen Visual Steuerungsplattform bereits wichtige Schritte in Richtung Industrie 4.0 unternommen: Eine Steuerung, die spezifisch für Kunststoff-Spritzgießmaschinen entwickelt wurde und sich individuell sowohl für einfachste Angusspicker, als auch für moderne 3-, 5- oder 6-Achs-Roboter einsetzen lässt; für die Steuerung eines Roboters sowie einer kompletten Automationszelle.  

Diese Steuerung kann verwendet werden, nicht nur um Sepro Roboter, sondern auch die Roboter anderer Hersteller zu steuern, u. a. die Roboter der Sepro Partner Stäubli Robotics, Yaskawa Motoman und Machines Pagès. Sie lässt sich in die Steuersysteme an Spritzgießmaschinen von Sumitomo Demag, Billion, Stork und anderer Hersteller integrieren, so dass die Anlagen leichter eingerichtet und Fertigungszellen einfacher bedient werden können.

Sepro arbeitet aktuell mit verschiedenen Spritzgießmaschinen-Partnern zusammen, um drei verschiedene Ebenen der Steuerungsintegration anzubieten:

1. Mehr Ergonomie:

Die Robotersteuerung kann auf die Steuerung der Spritzgießmaschine gespiegelt werden. Die Spritzgießmaschinesteuert nicht den Roboter, sondern bietet eine direkte Schnittstelle zur Robotersteuerung. In dieser Konfiguration lässt sich der Roboter von zwei verschiedenen Orten steuern. So kann beispielsweise bedienerseitig an der Maschine die Steuerung der SGM- Maschine verwendet werden und an der Rückseite der Maschine das Bedienpanel des Roboters. So kann die Feinabstimmung der Roboterbewegungen deutlich erleichtert werden, da der Bediener nicht ständig von einer Seite der Maschine zur anderen wechseln muss.

2. Schnellzugriff:

Diese Konfiguration stellt die mittlere Ebene der Steuerungsintegration dar. Sie bietet dieselben optionalen Merkmale und Vorteile der Ebene 1. Zudem können mit dieser Konfiguration Kurzbefehle über Symbole und Tastaturfunktionen verwendet werden, die in die Steuerung der Spritzgießmaschine integriert sind. So kann der Bediener die gesamte Fertigungszelle z.B. über einen Touchscreen starten. Andere Kurzbefehle wie „Reset“ zum Zurücksetzen und „Home Return“ zum Verfahren in die Ausgangsposition sind ebenfalls verfügbar. Darüber hinaus können Einstellmaßnahmen an der Spritzgießmaschine – wie Auswahl oder Eingabe eines Werkzeug- oder Jobcodes – automatisch die entsprechenden Aktionen in der Robotersteuerung auslösen. Wenn an der Steuerung der Spritzgießmaschine ein bestimmtes Benutzerprofil (Bediener) gewählt wird, wird automatisch der gleiche Zugriff auch in der Robotersteuerung gewährt.  Die Kommunikation erfolgt über Ethernet TCP/IP.

3. Integration von Betrieb und Datenspeicherung:

In diesem Fall wird das Anwendungsprogramm des Roboters vollständig in die Steuerung der Spritzgießmaschine integriert und alle Anwendungsdaten (einschließlich der Programmierung des Roboters und möglicher weiterer Zusatzgeräte wie, z.B. der Werkzeugtemperatursteuerung) werden an einem Speicherort in der Steuerung der Spritzgießmaschine abgelegt. Der Betrieb erfolgt ähnlich wie auf Ebene 2. Darüber hinaus werden mit dieser Funktion Anwendungsparameter der gesamten Fertigungszelle in einer Datei abgelegt und gesichert. Diese Konfiguration ist am besten für Anwender von Spritzgießmaschinen geeignet, bei denen ein zentralisiertes Management der Werksproduktion gewünscht ist und jede Möglichkeit eines Konflikts zwischen Roboter- und Maschinensteuerung vermieden werden soll.

Diese Integrationstechnologie ist bereits Realität, da jede dieser Konfigurationen schon mit einigen Sepro Partnern verwendet wird.   Industrie 4.0 sieht vor, dass verschiedene Maschinen als eine Einheit zusammenarbeiten werden. Zunehmend entdecken verarbeitende Unternehmen, dass sie in der Tat die Produktivität steigern und Teile mit Mehrwert fertigen können, wenn Roboter nicht nur mit der Steuerung von Spritzgießmaschinen, sondern auch anderen Maschinen zusammenarbeiten. Hierzu gehören individuell abgestimmte, multifunktionale Werkzeuge für Roboterarme, Zuführvorrichtungen und die Inspektion nach dem Spritzguss sowie Montage- und Verpackungsanlagen mit spezifischen Lösungen für die folgenden Anwendungen:

• Kontrolle – Sichtprüfung, An- und Abwesenheit von Komponenten, elektrische Durchgangsprüfung

• Handhabung von Teilen – Übergabestationen, Stapelvorrichtungen

• Rückverfolgbarkeit – Kennzeichnung, Etikettierung, Aussortierung nach Hohlräume

• Montage – Verschluss, Zuschnitt, Schraubvorgänge, Schweiße

• Schneiden – Entfernung von Angusspunkten, Entgratung, Entgratung

 

Diese Systeme können sehr komplex werden. So verwendet beispielsweise ein Unternehmen, das Küchenutensilien herstellt, eine Fertigungszelle, in der zwei Spritzgießmaschinen, drei 3-Achs Roboter, eine Station zur Zuführung von Einlegeteilen und eine Übergabestation zusammenarbeiten. Im Ablauf legt ein kleiner 3-Achs Roboter sechs Einlegeteile für Griffe aus Metall bereit, damit diese dann von einem größeren Roboter in einer der Spritzgießmaschinen eingelegt werden können. Die Maschine gießt einen TPE- Griff auf Hiernach nimmt der Roboter die bearbeiteten Griffe heraus und legte sechs weitere Einlegeteile ein. Die bearbeiteten Griffe werden in eine Vorrichtung am Wechseltisch gelegt, die sie zur zweiten Spritzgießmaschine transportiert. Der große Roboter an der 2ten Spritzgießmaschine nimmt sie auf und legt sie in das entsprechende Werkzeug, wo ein steiferes und hitzebeständiges Material das eine Ende des Griffes formt. Der zweite Roboter entfernt die fertigen Teile und legt sie auf ein Förderband zum Verpackungsbereich. Dann wiederholt sich der Zyklus. Das ist Integration 4.0.

Zusammenarbeit bringt die Industrie weiter

 

Industrie 4.0 hat eine hohe Bedeutung weit über die Kunststoffindustrie hinaus. Daher arbeitet Sepro mit anderen Unternehmen und Einrichtungen zusammen, um Wissen, Ressourcen und Perspektiven(mit-)  zu teilen.

So kooperiert Sepro beispielsweise mit dem Robotics Institute an der Carnegie Mellon University in Pittsburgh, PA (USA), um die nächste Steuerungsgeneration für Roboter und Spritzgießmaschinen zu entwickeln. Das Projekt ist noch in der Entwicklungsphase, aber es scheint wahrscheinlich, dass die neuen Steuerungen Elemente wie „agile“ Ergonomie ähnlich wie Tablets umsetzen könnten. Dabei geht es z.B. um die Fähigkeit zum praktischen Lernen („Learning by Doing“), etwa in Form von 3D-Simulationen zur Erleichterung der Programmierung, umfassende individuelle Anpassungsmöglichkeiten und „Apps“ für Routinefunktionen wie Wartung und Fehlersuche.

Allerdings lässt sich die Zusammenarbeit nicht auf eine Branche beschränken. Sepros CEO Jean-Michel Renaudeau ist daher auch mit der Audencia Business School in Nantes, einer der besten Betriebswirtschaftshochschulen in Frankreich und Europa, aktiv an der Entwicklung innovativer Managementpraktiken beteiligt. Die Einrichtung hat 3470 Studierende aus mehr als 80 Ländern in Bachelor-, internationalen und spezialisierten Master- sowie MBA- und Doktor-Studiengängen sowie in Ausbildungsprogrammen für Führungskräfte.

Renaudeau nennt dies „grenzüberschreitende Tätigkeit“. Wenn Menschen und Unternehmen Ressourcen teilen, entwickeln sie eine globalere Perspektive. Durch die zusätzlichen Informationen und das bessere Verständnis ist eine effizientere Arbeit möglich. Als Beispiel führt er das eigene Unternehmen an, um zu zeigen, dass diese Verbindungen im Endeffekt Vorteile für die Hersteller von Spritzgießmaschinen bringen können.  

„Wie kann ein relativ kleines Unternehmen aus dem Westen Frankreichs – wie Sepro – eine globale Führungsrolle im Bereich Robotik und Automatisierung erreichen?“, fragt er. „Bei Industrie 4.0 geht es nicht nur um Technologie, mit der Maschinen kommunizieren können. Dies ist zwar ein Bestandteil, aber noch wichtiger ist, wie Unternehmen und Menschen ihre eigenen Fähigkeiten durch Zusammenarbeit und eine gemeinsame Zukunftsvision multiplizieren können. Warum sonst sollten Automobilhersteller wie Ford aktiv mit Dienstleistern wie Uber zusammenarbeiten?“

  Diese Sicht der Industrie 4.0 bezeichnet Renaudeau als die „Perspektive des gesunden Menschenverstands“ und Sepros Einsatz hierfür hat es uns erlaubt, in kurzer Zeit viel zu erreichen. Diese Erfolge sind sicherlich auch für alle Anwender in der Spritzgießbranche möglich . Dank moderner Roboter und der sich entwickelnden Technologie werden Sie feststellen, „The Future is Wide Open“