Schlichte Schönheit

VIPA-Steuerung mit SPEED7-CPU 317-4NE13, die über ProfibusDP kommuniziert sowie SLIO-Peripherieanbindung und YASKAWA-Frequenzumrichter.

ProgData-Geschäftsführer Szabolcs Hoó (re)
hier mit Ing. Martin Zöchling, Geschäftsführer der VIPA Elektronik-Systeme GmbH.

„Die Realisierung des Projekts war dank der langjährigen Zusammenarbeit mit dem VIPA-Team und dessen umfassender Unterstützung sowie Top-Lieferschnelligkeit rasch möglich.“

Beim Autokauf überzeugt meist der erste optische Eindruck und dabei kommt auch der Innenausstattung wesentliche Bedeutung zu. In vielen Fällen stammen die hochwertigen Designteile von der Mono Group, die renommierte Automarken wie Audi, BMW, Daimler, Volvo und viele andere beliefert. Dazu entwickeln und produzieren über 500 Mitarbeiter weltweit in enger Zusammenarbeit mit den Autoherstellern Design-Elemente, die optische, haptische und konstruktive Vorteile bieten. Die Zentrale der Gruppe ist im belgischen Herstal, weitere Standorte sind in Deutschland, Schweden, China, in den USA und in Ungarn. Von der edlen Holz-Anmutung über Carbon-Teile bis zum sogenannten „Piano Black“-Design, welches sowohl auf Holz- wie auch auf Kunststoffteilen appliziert wird, reicht die Palette der Produktfamilien. Dekorelemente aus Holz mit edelster Oberflächengestaltung und in vielfältigen Formen kommen etwa aus der Fertigungsstätte MONO Ipolyfabric Kft. in Ungarn. Das Management hat sich hier anhand einer weitreichenden Automatisierungslösung in Zusammenarbeit mit der Firma ProgData Kft. in Vác (nördlich von Budapest) für die umfassenden Technologien des Teams der VIPA Elektronik-Systeme GmbH entschieden. ProgData Kft. mit Geschäftsführer Szabolcs Hoó ist ein sehr engagierter Projekt-Partner und ein versiertes Unternehmen für integrierte Automatisierungslösungen, die dem modernsten Stand der Technik entsprechen.

Das Kunststoff-Material wird zunächst vorerhitzt ...

Automatisierungspartner für alle Fälle

Für das Projekt bei der Mono Group wurde eine komplette Lösung aus einer Hand angestrebt, die die VIPA Elektronik-Systeme GmbH seit Mitte 2013 durch die Übernahme der Vertretung des YASKAWA-Bereichs Drives&Motion erstmals auch bieten konnte. Steuerungen/SPS, industrietaugliche Panel-PCs, Visualisierung und Fernwartung sind schon langjährig bei VIPA Elektronik-Systeme verfügbar. Die Antriebstechnik hat das Portfolio perfekt abgerundet und ermöglicht komplette Lösungen, auf die der Automatisierungsspezialist ProgData vertrauen konnte. Durch die bisher erfolgreiche Zusammenarbeit war auch der Kunde, der Automotive-Zulieferer Mono Group von den Vorteilen einer Belieferung aller Automatisierungskomponenten aus einer Hand sehr überzeugt.

In dem Projekt ist ProgData für die Automatisierung der Versorgung mehrerer Präzisionspressen-Systeme einer Lackspritzguss-Anlage mit etlichen Heizungs- und Pumpaggregaten verantwortlich, die über eine Hochleistungs-CPU des Typs VIPA 317-4NE13 zentral gesteuert wird. Für die Ansteuerung der Motoren und Pumpen sind V1000-Frequenzumrichter von YASKAWA zuständig, die über ProfibusDP-Kommunikation mit der S7-kompatiblen VIPA CPU verbunden sind. Über ein hochsicheres Fernwartungssystem kann die ganze Anlage rund um die Uhr überwacht werden, da es keinen Stillstand geben darf. Der hierbei zu verarbeitende, heißflüssige Zwei-Komponenten-Lack würde sonst sofort in den Rohren, Pumpen und Ventilen aushärten. Die Anlage befördert die Lack-Komponenten zu den mit ihr verbundenen Pressen über eine mehrstufigen Pumpenanlage und ein Hochdruck-Rohrsystem. Das Anbringen der chemisch exakt abgestimmten Lackmischung an das Werkstück findet als Teil des Presszyklus statt. Im Augenblick ist die Anlage in der Lage sechs Pressen zu versorgen.

An einzelnen Prozess-Stationen und an allen sechs Komponentenpressen sind Schaltkästen mit dezentraler Peripherie des schnellen und kompakten VIPA-IO-Systems SLIO montiert, die ebenfalls über ProfibusDP mit der sehr leistungsfähigen VIPA CPU aus der SPEED7-Familie verbunden sind. Die Aufgabe der Steuerungsschränke liegt darin, anhand der Daten von den Druck- und Temperaturferngebern bzw. -Sensorik die Lackmischung stets mit dem entsprechenden – auf die jeweilige Bauteil-Technologie abgestimmten – richtigen Druck- und Mischungsverhältnis in die Presswerke zu injizieren. Das genau Mischverhältnis und die präzise Einschussmenge sind wesentliche Hauptkriterien in diesem Prozess. „Das aktuelle, neu ausgeklügelte System mit perfekt funktionierender und schneller Hardware liefert überraschend gute Ergebnisse. Im Vergleich mit anderen, bereits existierenden Anlagen im Werk, portioniert dieses System die Einschussmenge zehn Mal genauer“, so Spezialist Szabolcs Hoó. Was das Mischverhältnis betrifft, erreicht die Genauigkeit das Fünffache des bisherigen Werts. Das verdankt man der Geschwindigkeit des Systems (SPS-Programmgröße: 1 MB, Zyklenzeit: 2 ms) und dem neuen, intelligenten Regelungsprinzip. Aufgrund des innovativen Regelungsverfahrens übt die Länge der Leitungen keinen Einfluss auf die Portionierung der chemischen Mischung aus.

Prozessautomation mit smarter Bedienerführung

Die Bedienung und Prozesssteuerung erfolgt zentral über einen 17“ Touch-Panel-PC mit dem leistungsfähigen Visualisierungssystem ZENON von COPA DATA in der Ausführung „Supervisor“. Der Prozessablauf stellt sich wie folgt dar: Zunächst werden die beiden Grundstoffe des Zwei-Komponenten-Lacks in Fässern in einen Wärmeschrank gestellt und auf 60º C aufgeheizt. Von dort wird das jeweilige Material in isolierte Prozessbehälter geleitet, bei denen es sodann auf die optimale Verarbeitungstemperatur von 85º C weitererhitzt wird. Auch hier ist höchste Präzision beim Fördern sowie Temperieren gefragt und somit entsprechende Sensorik in Verbindung mit der intelligenten Automation. „Über Rührwerke und Pumpen werden die flüssigen Lack-Komponenten für den Pressvorgang aufbereitet, wobei sie ständig im Kreis gepumpt werden müssen, damit sie nicht hart werden. Weiters ist sicherzustellen, dass sich die Qualität, Viskosität und Temperatur der Chemikalien nicht verändert“, erläutert Szabolcs Hoó, Geschäftsführer ProgData und versierter Experte für Prozessoptimierungen. Zwischen allen Behälterstationen werden die flüssigen Lackbestandteile kontinuierlich zirkuliert. In den Behältern werden sie permanent gerührt und von Bläschen befreit (vakuumiert). Das komplette Rohrsystem beinhaltet abschnittsweise individuelle Temperaturregelungen. Die Chemikalien können dann je nach Anwendung mit einem Druck von 150 bis 300 bar an die Pressen gebracht werden. In diese werden die vorbereiteten Kunststoff- oder Aluminiumteile mit Holzoberfläche eingelegt, sodass nun der Pressvorgang stattfinden kann. Dies ist der heikelste Prozessschritt im gesamten System, denn hierbei werden die zwei Lack-Komponenten vermischt, und dies kann nur innerhalb eines sehr engen Zeitfensters geschehen. Es stehen bloß einige Sekunden für die genaue Verteilung der Chemikalien im Presswerkzeug zur Verfügung, in dem sich das Werkstück gerade befindet. Das Injizieren wird von einem hydraulisch betriebenen, temperaturgeregelten Spezialwerkzeug vorgenommen.

Die gepressten Design-Teile werden nach diesem entscheidenden Prozess-Schritt durch darauf folgendes Trocknen, Schleifen, Polieren und Beizen in den endgültigen Zustand gebracht. „Messungen haben ergeben, dass bislang unerreichte Härtegrade der Oberflächenschichten erzielt werden konnten“, zeigt sich der ProgData-Geschäftsführer Hoó Szabolcs begeistert. Das stellt einen wichtigen Vorteil für den Produktionsstandort der Mono Group dar, der einen weiteren Innovationsvorsprung verbuchen konnte und diesen noch wettbewerbsfähiger machte. „Die Realisierung des Projekts war dank der langjährigen Zusammenarbeit mit dem VIPA-Team und dessen umfassender Unterstützung sowie Top-Lieferschnelligkeit rasch möglich“, merkt der Automatisierungsexperte an und ergänzt: „Mit dem YASKAWA-Portfolio und der optimal möglichen Systemauslegung aufgrund der Premium-Umrichter, werden auch künftige Projekte aus einer Hand den Kunden alle Vorteile dieser Technologien eröffnen.“