200% höhere Performance

durch neue Steuerungstechnik

Branche

Textilindustrie

Fact Box

Reduktion des Steuerungspreises um ca. 40%

200% + Performancesteigerung bei komplexen Mustern

Visualisierung auf Basis HTML5

Einlesen der CAD Daten direkt in die Steuerung

Services

Technologieevaluierung
Neues Steuerungssystem
Umsetzung des Steuerungsprojektes

Elektroplanung

Schaltanlagenbau

Technologieintegration – Fernwartung/Teleservice

Ausgangssituation

Ein veraltetes Steuerungssystem und zunehmende Probleme mit den Motoren und Ersatzteilen im Feld waren für diesen Hersteller von Steppmaschinen aus der Rheintalregion ausschlaggebend, sich der Einführung eines neuen Steuerungssystems zu stellen.

Dabei waren vordergründig die folgenden Themen dringlich: 
1. Der Prozess beim Steppen erfordert eine hohe Synchronität der Hauptachse zum Wagen. Das bedeutet für die Steuerungstechnik, elektronische Kurvenscheiben mit schneller Parameteränderung abbilden zu können.

2. Kosten sind in jeder Branche ein Thema, aber in der Textilindustrie stehen diese an erster Stelle. In puncto Kosten hatte die aktuelle Lösung "by Design" bereits ein Kostenproblem integriert: unabhängig von der Konfiguration war immer ein Schaltschrank in der „Vollausbauvariante“ notwendig, was beim neuen System geändert werden sollte.

3. Ein weiteres Thema, das im Zuge der Neuentwicklung gelöst werden sollte, war, dass in der Vergangenheit nur geringe Flexibilität bei der Modifikation von Musterprogrammen an der Maschine gegeben war. Das war dadurch bedingt, da die CAD Daten immer über einen externen Konverter auf die Steuerungen transformiert werden mussten.

Vielnadel-Steppmaschinen sind vorwiegend im Bereich der Herstellung von Matratzen und Steppdecken im Einsatz

Projektauftrag

Auswahl eines passenden Steuerungssystems

Implementierung (Software, Hardware, HMI, Fernwartungssystem)

Reduktion der Schaltschrankkosten durch Optionierbarkeit

Änderungsmöglichkeit der Musterdaten direkt an der Maschine


Projektumsetzung

Phase 1: Anforderungsanalyse und Ausschlusskriterien fürs Steuerungssystem

Phase 2: Evaluierung der Steuerungstechnik
Aufgrund der erarbeiteten Ausschlusskriterien Fokussierung auf Automatisierungslösungen von Beckhoff und B&R

Phase 3: Entscheidung
Diese fiel auf B&R, weil die kostengünstige Kompaktsteuerung beim Caming hochperformant ist und Musterdatensätze schnell nachgeladen werden können.

Phase 4: Simulierter Prototyp (Funktionsprototyp)
Nachweis dass der Prozess mit dem ausgewählten B&R System funktioniert.

Phase 5: Anforderungsanalyse für die Gesamtmaschine

Phase 6: Umsetzung des Entwicklungsprojekts

Phase 7: Serienüberleitung Schaltanlagenbau

Technologie

Steuerung - reduced to the max!

Die Anforderung, eine CNC-ähnliche Anwendung kostengünstig umzusetzen, resultierte in der Entscheidung für eine X20CP0484 Kompaktsteuerung von B&R Industrial Automation, mit der diese Anforderung ohne dezidierte CNC-Funktionalität umgesetzt werden konnte.

Die resultierende Maschinenperformance ist beeindruckend:

  • Bis zu 1200 Stiche/Minute (20 Stiche/Sekunde)

  • Hohe Dynamik: 250 kg Wagen wird in 25ms bis zu 6 mm positionsgetreu verschoben

Bedienung: zukunftssicher mit HTML5

Panel: Powerpanel T50 von B&R

Neue, leicht bedienbare Visualisierung auf Basis HTML5

Im CAD System definierte Muster werden direkt auf der Steuerung eingelesen und dort verarbeitet

Revolutionäre „Jump“-Funktion:

200+ % Produktivitätssteigerung bei Referenzmustern

Mit der Entwicklung der neuen Steuerungsgeneration wurde auch der sogenannte „Jump“ (Sprungbewegung zu neuer Startposition) grundlegend überarbeitet. Die Herstellung eines repräsentativen Referenzmusters, welches auf der Vorgängermaschine 3:10 Minuten gedauert hat, dauert jetzt nurmehr 1:30 Minuten. Das entspricht einer Produktivitätssteigerung von 211%, welche in dieser Größenordnung auf komplexe Designs wie beispielsweise Schriftzüge übertragbar ist!

Die Ergebnisse im Detail

Reduktion des Steuerungspreises zur Vorgängersteuerung um ca. 40%
Statt einem „Vollausbauschaltschrank“ für alle Maschinentypen gibt es kostengünstige Grundvarianten mit Optionen.
Nutzung der kostengünstigen Kompaktsteuerung bietet erhebliches Einsparpotential.


200% Performancesteigerung bei komplexen Mustern

Bei komplexen Mustern (z.B. Schriftzügen auf Textilbändern) wird der kontinuierlich laufende Herstellprozess gestoppt, um an neuer Position weitergeführt zu werden. Diese Verfahrzeit auf die neue Position konnte durch Caming  (effizientes Auf- und Absynchronisieren der beteiligten Achsen mittels elektronischer Kurvenscheibe) und Antriebsoptimierung um über Faktor 2 verkürzt werden. 


Visualisierung auf Basis HTML5

Optimiertes UX Design mit Abstimmung auf die verschiedenen User
Verbindung verschiedener Geräte auf die Maschine möglich (z.B. PC´s im Netz, Mobiltelefon, …)


Einlesen der CAD Daten direkt in die Steuerung

Auf der Steuerung liegt eine gekapselte - in C programmierte Funktion - mit der CAD-Daten in G-Code umgerechnet werden. Damit können Musteränderungen (z.B. Skalierungen) direkt an der Maschine durchgeführt werden.


Fernwartung / Teleservices

Integration eines MGUARD Moduls von Phoenix Contact (Router + Firewall + VPN).
Freigabe des VPN Tunnels Maschinenseitig durch Schlüsselschalter
Routing erfolgt über die Pantec MGUARD-Cloud


Maschinenperformance

Bis zu 1200 Stiche/Minute (20 Stiche/Sekunde)
Hohe Dynamik: 250 kg Wagen wird in 25ms bis zu 6 mm positionsgetreu verschoben.

Im Vergleich zur Vorgängergeneration produzieren unsere Maschinen heute komplexe Designs wie Schriftzüge mit ca. 200% höherer Produktivität.

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Stefan Safran

Leiter Business Unit
T: +423 377 13 56
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Markus Hanefeld

Business Development
T: +423 377 13 74
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