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Schnelle und präzise Sticheleien

: Sigmatek


Edle Stickereien verleihen Stoffen und Kleidungstücken Exklusivität und ein individuelles Aussehen. Hergestellt werden die Stickmuster mit komplexen und hochdynamischen Anlagen, die oft aus der Schweiz kommen. Das renommierte Unternehmen Lässer mit Sitz im grenznahen Diepoldsau entwickelt und produziert seit 1982 Stickmaschinen für den Weltmarkt. Partner für die Automatisierungsplattform ist die Firma Sigmatek.

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Im Gleichschritt Marsch heißt es für die Nadeln bei den Flachbett-Stickmaschinen von Lässer. Ein durchgängiges Konzept für Steuerung, Antriebstechnik und Visualisierung von Sigmatek sorgt für mehr Stickqualität.

Im Gleichschritt Marsch heißt es für die Nadeln bei den Flachbett-Stickmaschinen...

Erfunden haben die Schweizer die Stickerei zwar nicht, das waren ca. 5000 v. Chr. die Ägypter und Chinesen. Das belegen Funde aus dieser Zeit. Allerdings wurde im Zuge der ersten Industrierevolution Mitte des 19. Jahrhunderts tatsächlich die erste automatische Stickmaschine vom Schweizer Isaak Groebli entwickelt und gebaut, die sogenannte Schifflimaschine. Dieses Verfahren verwendet auf der anderen Seite der Stoffe eben ein Schiffli, das einen zweiten Faden beinhaltet und so nach dem Prinzip einer klassischen Nähmaschine arbeitet. Der Stoff wurde über einen sogenannten Pantographen bewegt. Dieses Prinzip des automatisierten Stickprozesses hat sich bis heute praktisch nicht verändert. Übrigens wird der Ausdruck «Schiffli» in der Stickereibranche auf der ganzen Welt verwendet. Ende des 19. und Anfang 20. Jahrhundert war die Stickerei einer der wichtigsten Industriezweige in der Ostschweiz und die St. Galler Stickereien weltberühmt.

Durchgängigkeit bei Hard- und Software

Das in der Ostschweiz ansässige Familienunternehmen Lässer gehört zu den weltweit führenden Anbietern von innovativen Hochleistungsstickmaschinen. Die breite Palette reicht von kleinen bis zu ganz grossen Anlagen. Dazu werden diverse Optionen wie z. B. das Aufbringen von Pailletten oder Schnüren angeboten. Diese Vielfalt erfordert ein schnelles, flexibles und skalierbares Automatisierungssystem, um flexibel und zeitnah auf die Kundenbedürfnisse einzugehen. Auf der Suche nach der geeigneten Steuerungslösung stieß Lässer vor rund zehn Jahren auf die österreichischen Automatisierungsexperten Sigmatek. So erinnert sich Reto Spirig, Entwicklungsleiter für Steuerungstechnik bei Lässer: "Nebst einer durchgängigen Hard- und Softwarelösung war für uns bei der Wahl eines neuen, innovativen Automatisierungspartners auch die passende Unternehmenskultur wichtig. Diese Anforderungen erfüllt
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Langjährige, erfolgreiche Partnerschaft: Reto Spirig, Entwicklungsleiter für Steuerungstechnik bei Lässer (rechts), und Beat Meili, Geschäftsführer Sigmatek Schweiz.

Langjährige, erfolgreiche Partnerschaft: Reto Spirig, Entwicklungsleiter für...

Sigmatek bis heute." Die Automatisierungssysteme von Sigmatek kamen anfangs vor allem bei den Kleinstickmaschinen zum Einsatz. Im Zug der Produkte-Weiterentwicklung wurde im letzten Jahr die Grossstickmaschine MVD71 mit dem Automatisierungssystem von Sigmatek ausgerüstet.

Vom Design zum fertigen Produkt

Um Stickmuster zu fertigen, sind mehrere Schritte notwendig. Der Designer bringt zuerst seine Idee zu Papier. Dank moderner EDV-Lösungen ist es heute möglich, diesen Entwurf einzuscannen und anschliessend zu digitalisieren. Nun beginnt am Rechner die Arbeit des Punchens. In diesem Schritt werden die Stickdesigns verfeinert, je nach Vorlage mit Farben versehen und für den Ablauf der Stickmaschine optimiert. Die aus diesem Prozess erzeugten Daten werden von der Maschinensteuerung geladen und für die Verarbeitung aufbereitet. Eine solche Datei beinhaltet, je nach Komplexität des Musters, Millionen von Datensätzen. Lässer verwendet für die bis zu 30 Meter lange MVD71 Multidrive Stickmaschine als Hauptrechner einen PC-341-L von Sigmatek. Diese, mit einem Dual-Core Prozessor ausgestatte Steuerung verfügt über die hohe Performance, die für den aufwändigen Stickprozess benötigt wird. Die Steuerung beinhaltet zwei Echtzeit-Ethernet Varan-Bus Master. Einerseits für die Kommunikation mit den externen Ein- und Ausgängen und anderseits für das Antriebssystem. Zudem verfügt der PC 341 über einen HMI-Link-Technologie, die es erlaubt, mit einem Bediengerät zu kommunizieren, das bis zu 100 Meter abgesetzt montiert ist. Dies gibt den Konstrukteuren einen höheren Freiheitsgrad, bei der geografischen Wahl der Bedienkonsole. Die HMI-Link Technologie
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Die Visualisierung lässt sich mit der objektorientierten Automatisierungssoftware LASAL komfortabel erstellen und einfach wiederverwenden.

Die Visualisierung lässt sich mit der objektorientierten Automatisierungssoftware...

ist betriebssystem-unabhängig und nutzt eine Standard-Ethernetverbindung mit einem Kat5-Kabel. Für das Bedienpersonal lassen sich zudem verschiedene Einstellungen als Rezepturen speichern und bei Bedarf wieder abrufen. Auch die Speicherung auf externen Datenträgern, wie z. B. USB Stick, ist möglich.

1 Stich in 80 Millisekunden

Eine Stickmaschine in der Ausdehnung des Typs MVD71 Multidrive erledigt bis zu 720 Stiche pro Minute. Auf die Zykluszeit gerechnet bedeutet dies, dass der Stickprozess gerade mal 80 ms dauert. In den ersten 40 ms wird der mehrere hundert Kilogramm schwere Stickrahmen, auf dem der Stoff aufgespannt ist, positioniert. In der zweiten Hälfte des Zyklus wird der Stich ausgeführt. Dazu müssen sich Nadel und das Schiffli synchron bewegen. Präzision ist dabei oberstes Gebot. Die Positionierung muss exakt erfolgen. Ungenauigkeiten würde man im Stickmuster mit bloßem Auge erkennen. Der Hauptantrieb, der ebenfalls mehrere Servoachsen umfasst, bewegt die Nadeln und das Schiffli. Weiter werden der Stoffdrücker, die Fadenwalze und der Bohrer von einem oder mehreren Drives angetrieben. Zudem benötigt die Maschine zwei Antriebe für das Aufwellen des Stoffes. Wird eine Maschine mit zusätzlichen Optionen geordert, kommen weitere Antriebe dazu. Je nach Maschinenlänge und Konfiguration spielen bis zu 16 Drives zusammen. Über den Echtzeit-Ethernet-Varan-Bus lassen sich alle Servoachsen ansteuern und synchronisieren. Als Sicherheitsfunktion für die Antriebe wird STO (Safe Torque Off) verwendet.

1200 I/Os: Schnelle Reaktion gefordert

Damit die MVD71 von Lässer ihre Stickmission einwandfrei erfüllt,
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Die übersichtlich gestaltete Bedienoberfläche gewährleistet ein effizientes Arbeiten.

Die übersichtlich gestaltete Bedienoberfläche gewährleistet ein effizientes...

sind bis zu 1200 Sigmatek-I/Os im Einsatz. Jeder Faden wird überwacht. Bei Fadenbruch stoppt die Maschine augenblicklich. Anhand der Fehlermeldung und einer LED, die den Zustand jedes Fadens farblich darstellt, erkennt die Bedienperson sofort, welcher Faden gerissen ist. Für die Überwachung der Fäden ist eine von Sigmatek für Lässer entwickelte Platine mit eigenem Controller zuständig. Auf dieser werden jeweils mehrere Stickstellen zu einer Einheit zusammengefasst und überwacht. "Gerade diese Flexibilität und das Eingehen auf die Kundenwünsche hat uns bei Sigmatek beeindruckt", hält Spirig fest. "Als wir vor zehn Jahren einen neuen Steuerungslieferanten evaluierten, war uns, neben einem guten Preis-Leistungs-Verhältnis eben auch diese Flexibilität und Innovationskraft sehr wichtig."

Objektorientierte Programmierung als Zugabe

"Als Hochsprachen-Programmierer war für uns natürlich die objektorientierte Programmierung (OOP), die das Engineering-Tool LASAL von Sigmatek bietet, ein entscheidender Vorteil", betont Spirig. "Bei dieser modernen Programmiertechnik werden mechatronische Einheiten in der Software abgebildet, die, einmal getestet, immer wieder zum Einsatz kommen können. Auch die Anpassung der Softwareklassen gestaltet sich im grafischen Editor von LASAL einfach. Als konkretes Beispiel, bei dem die OOP ihre Vorteile hat, nennt Spirig folgendes: "Ich baue mir eine 'Drive-Klasse' mit einer universellen Schnittstelle zur Applikation. Diese Klasse leite ich ab und passe sie für verschiedene Drives von unterschiedlichen Lieferanten an. Dadurch kann über eine normierte Schnittstelle aus der Applikation unterschiedliche Hardware angesprochen werden. Der Entwicklungsprozess wird dadurch vereinfacht und beschleunigt."

Objektorientiertes
Programmieren mit LASAL sorgt zudem für mehr Übersichtlichkeit, sodass der Aufwand für die Erstellung vor allem aber auch für die Wartung minimiert wird. Das moderne Engineeringtool unterstützt zudem das OPC-UA-Kommunikationsprotokoll, womit ein hersteller- und plattformunabhängiger Datenaustausch in einem Maschinenverbund möglich ist und somit Zukunftssicherheit gewährleistet wird.

Ein System für Alles

Die für den Betrieb einer Hochleistungsstickmaschine geforderten Funktionen sind sehr vielfältig. So ist für die Stickmuster- und Rezeptur-Verwaltung ein Filesystem auf der Steuerung erforderlich. "Wir sehen es als grossen Vorteil, dass wir für alle Aufgaben wie Visualisierung, Prozess- und Antriebssteuerung sowie für die Datenverwaltung nur einen einzigen Rechner benötigen", so Spirig. "Dies vereinfacht die Aufgabe, da es im System nur einen einzigen Datenpool gibt, auf den alle Systemfunktionalitäten zentral zugreifen. Die Kunden in diesem sehr preissensitiven Markt fordern immer mehr Komfort möglichst zum gleichen Preis. Wir als Hersteller sind gefordert, die Marktbedürfnisse zu erfüllen und dafür sind wir mit dem modularen, durchgängigen Automatisierungssystem von Sigmatek bestens gerüstet."

Im Gleichschritt Marsch heißt es für die Nadeln bei den Flachbett-Stickmaschinen von Lässer. Ein durchgängiges Konzept für Steuerung, Antriebstechnik und Visualisierung von Sigmatek sorgt für mehr Stickqualität.
Langjährige, erfolgreiche Partnerschaft: Reto Spirig, Entwicklungsleiter für Steuerungstechnik bei Lässer (rechts), und Beat Meili, Geschäftsführer Sigmatek Schweiz.
Die Visualisierung lässt sich mit der objektorientierten Automatisierungssoftware LASAL komfortabel erstellen und einfach wiederverwenden.
Die übersichtlich gestaltete Bedienoberfläche gewährleistet ein effizientes Arbeiten.
Die kompakten und modularen Multiachs-Antriebssysteme von Sigmatek finden auch in kleinen Schaltschränken Platz und sind für die hochdynamische Achsreglung in Textilmaschinen optimal geeignet.



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Special Automation aus der Cloud

cloud.JPG Immer mehr Teile der industriellen Automatisierung sollen in die Cloud verlegt werden. Nicht nur die in rapide steigenden Mengen generierten Daten, sondern neben Auswerte-, Überwachungs- und Kontrollmechanismen auch Steuerungs-, Regelungs- und sogar Safety-Algorithmen. Wozu eigentlich? Was lässt sich vernünftig in die Cloud verlegen? Was sollte man dabei beachten? Und was ist das überhaupt, die Cloud?
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Im Gespräch

/xtredimg/2019/Automation/Ausgabe272/18640/web/vlcsnap-2019-05-27-14h34m02s613_ret.jpgRoboter-Hacking zu Untersuchungszwecken
Die Vernetzung von Produktionssystemen bringt nicht nur Vorteile. Weiß ein Angreifer eine Sicherheitslücke für seine Zwecke zu nutzen, lässt sich laut Hendrik Dettmer, IoT-Experte bei TÜV Austria, sehr vieles unter fremde, meist nicht gerade wohlwollende Kontrolle bringen – u. a. kollaborierende Roboter. X-technik AUTOMATION fragte bei ihm und seinen Kollegen Michael Neuhold, Experte für Maschinensicherheit, und Sabrina Semper, einer IT-Security Spezialistin, die zu Untersuchungszwecken diverse Komponenten und Systeme hackt, nach, was es mit dem „S3 Lab“ auf sich hat und warum jeder, der „safe“ sein will, unbedingt auch die Security im Auge zu behalten hat. Das Gespräch führte Sandra Winter, x-technik
Interview lesen >>

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