Die Kraft der Module

Konstruktionsmanagement

Software – Mit vorgefertigten Software-Modulen beschleunigt Lenze die Anwendungen seiner Kunden. Dr. Thomas Cord, bei Lenze Automation Geschäftsführer, erzählt über Grundlagen und Vorteile.

22. Juli 2014

Viele unserer Kunden im Maschinenbau können nur mit hoher Modularisierung ihrer Maschinenkonzepte die vielfältigen Anforderungen in ihren Märkten effizient umsetzen und gleichzeitig die Zeiten und Kosten fürs Engineering im Griff behalten. Dafür entwickeln die Maschinenbauer heute standardisierte Module, so genannte Funktionseinheiten, die mit möglichst geringer Adaption immer wieder verwendet werden.

Entscheidend für ein durchgängiges Engineering ist, dass sich die Funktionseinheiten in allen drei Disziplinen der Mechatronik wiederfinden, also Mechanik, Elektrotechnik und Software. Entwickler aller Disziplinen müssen in diesen Funktionseinheiten denken, bei Standardisierung und Wiederverwendung der Software gibt es aber Nachholbedarf. Lenze hat massiv in die Entwicklung standardisierter Software investiert und der Stellenwert wird weiter steigen. Die Liste der Ideen ist lang.

Verliert die reine Mechanik immer mehr an Bedeutung?

Im Gegenteil! Will man eine größere Flexibilität der Maschine erreichen, wird die Mechanik in den einzelnen mechatronischen Funktionseinheiten zum Teil sogar komplexer. So kommen heute mehrachsige Roboterkinematiken zum Einsatz, die sehr flexibel an unterschiedliche Handling-Aufgaben angepasst werden können. Standardroboter sind für solche Aufgaben zu groß und konventionelle Mechaniken zu unflexibel. Durch unser Softwaremodul für unterschiedliche Roboterkinematiken kann ein Maschinenbauer solche Roboter einfach steuern, denn sie ist nahtlos in die Steuerungsapplikation der Maschine integriert.

Wie ist die Idee entstanden, für bestimmte Anwendungsfelder fertige Softwaremodule für Antriebsaufgaben zu entwickeln?

Wir wollen unseren Kunden das Engineering deutlich vereinfachen und suchen immer wieder nach neuen Möglichkeiten. Analysen haben gezeigt, dass sich Bewegungsaufgaben unterschiedlichster Maschinentypen auf eine relativ kleine Menge von Basisapplikationen zurückführen lassen. Damit war klar, dass wir mit unserer Bibliothek von Technologiemodulen einen Großteil der typischen Funktionalitäten im Maschinenbau abdecken können. Basis dafür sind unsere Erfahrungen aus mehr als 65 Jahren Bewegungsführung und einer großen Anzahl gelöster Applikationen im Maschinenbau. Dort wo andere ihren Kunden lediglich Bewegungsfunktionalitäten anbieten, liefert Lenze maschinennahe Funktionen für mechatronische Applikationen.

Welche Aufgaben übernimmt ein FAST-Modul üblicherweise?

In einem FAST-Technologiemodul sind neben der eigentlichen Technologiefunktion auch sämtliche Grundfunktionen integriert. Handverfahren und Referenzieren gehören dazu, ebenso wie die Verwaltung von Betriebszuständen und die Ausgabe der Fehlermeldungen. Auf Maschinenebene steht für diese Verwaltungsaufgaben das Application-Template zur Verfügung. Auch die Maschinenvisualisierung ist in gleicher Weise modularisiert. Mit Lenze FAST kann sich der Maschinenbauer aus einem Baukasten bedienen, der strukturiertes Programmieren und die Modularisierung der Software entsprechend dem mechanischen Aufbau der Maschine sicherstellt.

Als was würden Sie die herausragenden Eigenschaften der Technologiemodule bezeichnen?

Mit FAST lassen sich bis zu 80 Prozent der Funktionalität einer Maschine in 20 Prozent der Zeit implementieren. Der Zeitaufwand für Inbetriebnahme und Test der Maschine wird durch den Einsatz der standardisierten Software drastisch verkürzt. Ganz nebenbei reduzieren sich so auch die Kosten des Engineerings und die Time-to-Market sinkt. Den Auftrag erhält, wer am schnellsten liefern kann – mit dem Einsatz von FAST sichert sich unser Kunde also einen ganz konkreten Vorteil.

Welche verschiedenen Ausführungen gibt es, sind zusätzliche in Planung?

Lenze FAST umfasst Funktionen für die typischen Applikationen der verschiedenen Segmente des Maschinenbaus: Materialzufuhr, Abtransport, Längs- und Quersiegeln, Ab- und Aufwickeln bahnförmiger Materialien oder auch Querschneiden. Fürs Pick & Place steht ein Technologiemodul zur Verfügung, das Gantry-, Scara-, Delta- und Knickarm-Kinematiken steuern kann. Wir werden unsere Bibliotheken konsequent weiterentwickeln – Ideen gibt es genug.

Lohnt es sich, für begrenzte Bereiche wie etwa Querschneiden ein eigenes Modul zu entwickeln?

Als Spezialist für Motion Centric Automation beschäftigen wir uns mit den Maschinenapplikationen im Detail und bieten dem Anwender mehr als standardisierte Bewegungsbefehle. Beim Querschneiden wird Endlosmaterial von einer Schneidevorrichtung quer zerteilt oder perforiert. Ist die Schnittlänge variabel, so muss die Messerwalze zwischen den Schnittphasen, die eine synchrone Bewegung mit dem Material erfordern, verlangsamt oder beschleunigt werden. Das Technologiemodul lässt sich in vielen Maschinensegmenten einsetzen – etwa zum Ablängen von Wellpappe, Karton oder Folie.

Hier konnten wir mit einer intelligenten Version mit einem neuen Lernverfahren die Genauigkeit der Prozesse optimieren, die durchaus anspruchsvoll sind. Es ist damit jetzt möglich, die Prozessparameter automatisch zu identifizieren und fortlaufend zu adaptieren. So lässt sich die Schnittgenauigkeit bis an die Grenze der Wiederholgenauigkeit der Mechanik bringen.

Wie versetzen Sie den Anwender in die Lage, sein Modul selbst anzupassen und zu optimieren?

Es ist uns sehr wichtig, dass der Maschinenbauer sein eigenes Know-how in unser modulares Softwarekonzept einbringen kann. Wir zielen nicht auf spezifische Applikationen ab, sondern wollen die Zeiten und Kosten für die Entwicklung der Basisfunktionen reduzieren, die in allen Maschinen gleich sind. Die Schnittstellen der Module sind standardisiert und offengelegt, der Anwender kann so eigene Technologie integrieren. Die FAST-Module sind mit einem standardisierten Interface versehen. Der Signalfluss mit zusätzlichen Diagnose- und Eingriffspunkten gibt dem Anwender Transparenz. Der OEM kann das FAST-Konzept einfach und eigenständig erweitern, vor allem wenn es schützenswertes Know-how geht.

Wie berät Lenze in solchen Situationen?

Entwickler und Konstrukteure der Maschinenbauer wünschen sich einen starken Partner. Unser Ziel ist, den Maschinenbauer entlang des gesamten Lebenszyklus einer Maschine zu unterstützen und weitgehend zu entlasten – durch unser Know-how und unsere langjährige Applikationserfahrung in der Automatisierung. Wir sind als einer der wenigen Anbieter in der Lage, unsere Kunden in allen fünf Phasen der Maschinenerstellung unterstützen zu können – von der ersten Idee über die Entwicklung und die Fertigung der Maschine bis hin zu den Services, die beim Betrieb der Maschine bei den Anwendern in den unterschiedlichsten Ländern weltweit erforderlich sind. Und zwar immer mit dem Ziel, es unseren Kunden so einfach wie möglich zu machen. Das können wir auf den unterschiedlichsten Ebenen, angefangen bei der konzeptionellen Mitarbeit an Innovationen, über Applikationsunterstützung bis hin zu der schlüsselfertigen Abwicklung von Automatisierungsprojekten.

Auf einen Blick

Die FAST-Module

- Vorgedachte Technologiemodule von Lenze für grundlegende Antriebsaufgaben, wie Zuführen, Abwickeln, Einschweißen und Fördern.

- Einfaches modulares Programmieren von Maschi-nensteuerungen. Ablauf: Technologiemodul einbinden, Grundbewegungen initiieren und den Antrieb in Betrieb nehmen.

- Optimal auf die benötigte Funktionalität des Kunden zugeschnitten und passend skaliert.

Erschienen in Ausgabe: 05/2014