Flexible Automatisierungslösung für den perfekten Ski-Schliff

Die Jupiter verfügt über eine modulare und intuitive Visualisierung auf der Basis der B&R-Software mapp View.

Die Rennläuferin hat das letzte Richtungstor fest im Blick, dann setzt sie in extremer Schräglage zum Schwung an. Auf einen Schlag greifen die messerscharf geschliffenen Kanten in die eisig hart präparierte Weltcup-Piste. Wie auf Schienen carven die Ski auf der Kante in engem Bogen um das Tor, bevor die Sportlerin den Ski wieder laufen lässt. Die Ski liegen wieder vollflächig auf, beschleunigen und gleiten fast ohne Widerstand. Mit Höchstgeschwindigkeit fährt die Läuferin geduckt über die Ziellinie.

Kunden von Wintersteiger können sich einen individuellen Ski-Service-Automaten mit zwei bis acht Maschinenmodulen zusammenstellen.

Johann Aigner
Leitung Produktmanagement Service & Rent SPORTS bei Wintersteiger

„Mit dem B&R-Vision-Sensor konnten wir den Durchsatz der Maschine erhöhen.“

Sicher und komfortabel

„Es leuchtet jedem ein, wie wichtig ein perfekt präparierter Ski im Spitzensport ist“, sagt Johann Aigner, der bei Wintersteiger das Produktmanagement für Ski-Service-Automaten verantwortet. „Aber längst nicht jedem ist klar, dass auch Freizeit- und Amateur-Skifahrer wesentlich sicherer und komfortabler unterwegs sind, wenn die Ski optimal auf die Pistenbedingungen und das Fahrkönnen angepasst sind.“

Die Ski-Service-Automaten von Wintersteiger haben weltweit einen hervorragenden Ruf, sie kommen in Sportgeschäften, bei Skiverleihen und auch bei professionellen Rennsportteams zum Einsatz. „Aber auf diesen Lorbeeren wollen und können wir uns nicht ausruhen“, betont Aigner. „Der Markt verlangt nach Maschinen, die noch einfacher zu bedienen, noch schneller und noch präziser sind. Aufgrund dieser Anforderungen haben wir unsere neueste Automatengeneration entwickelt, die Jupiter.“

Die Implementierung des B&R-Vision-Sensors war einfach und unkompliziert.

Gerald Höckner
Systementwickler bei Wintersteiger

„Wenn wir eine neu zusammengebaute Maschine erstmals starten, erkennt die Software automatisch, welche Konfiguration vorliegt.“

Kamera erkennt Ski

Eine wichtige Anforderung war, dass der Service-Automat selbstständig den Ski erkennt und automatisch die für diesen Ski vorgesehenen Parameter lädt. „Wir haben das mit einem Barcode gelöst, den der Sporthändler oder Skiverleiher auf den Ski aufbringt“, erklärt Gerald Höckner, Systementwickler bei Wintersteiger. Die Maschine holt sich dann direkt aus der Verleihsoftware die Information, welche Parameter angewendet werden sollen.

Um den Barcode zu erkennen, haben die Entwickler einen fahrbaren Schlitten in der Maschine montiert. Auf diesem ist eine Kamera befestigt, die Bilder des Skis aufnimmt. Die ersten Versuche mit dieser Methode haben das Entwicklungsteam jedoch nicht zufriedengestellt: „Die getesteten Kameras hatten eigene Entwicklungsumgebungen und waren kompliziert zu implementieren. Außerdem konnten wir den Schlitten nur langsam fahren lassen“, detailliert Höckner.

Johann Aigner (links) und Gerald Höckner sind stolz auf die hohe Flexibilität der Jupiter.

Schmutz ist kein Hindernis

Darum entschloss sich das Entwicklungsteam, zusätzlich den neuen Smart Sensor von B&R zu evaluieren. „Das war sehr unkompliziert“, erinnert sich Höckner an den ersten Live-Test. Der B&R-Techniker hat die Kamera vorbeigebracht und direkt an das Maschinennetzwerk angeschlossen. „Und innerhalb von ein paar Minuten haben wir die ersten Testfotos gemacht. Die Einstellungen haben wir wie gewohnt im B&R-Software Automation Studio vorgenommen, ein zusätzliches Tool war nicht notwendig. Zuerst waren wir nicht sicher, wie zuverlässig die Barcode-Erkennung funktionieren wird“, führt Höckner aus, „wenn ein Ski direkt von der Piste kommt, kann er nass oder verschmutzt sein, das ist natürlich eine gewisse Herausforderung.“ Aber nach ein paar Anpassungen in der Software und der Anbringung eines Polfilters waren die Ergebnisse des B&R-Vision-Systems auch unter schwierigen Umständen sehr zuverlässig.

Schnellere Bilderfassung

Da die Achsen sowie die Kamera Bestandteil des gleichen Systems sind, ist eine mikrosekundengenaue Synchronisierung möglich. Damit konnte Wintersteiger den Schlitten mit der Kamera weitaus schneller fahren lassen als ursprünglich geplant und so einen optimalen Durchsatz erzielen. Unabhängig davon, ob die Parameter per Barcode vordefiniert oder manuell vom Bediener eingegeben wurden, bietet die Jupiter eine nahezu unbegrenzte Zahl an Bearbeitungsvarianten. Jede Maschine besteht aus zwei bis acht Modulen, die der Kunde nach eigenen Anforderungen zusammenstellen kann.

Weltweit führende Skibearbeitungstechnologie

Es stehen zum Beispiel Module für die Kantenbearbeitung, den Belagschliff, das Wachsfinish und vieles mehr zur Verfügung. Ein Großteil der Module wurde gegenüber der Vorgängermaschine grundlegend überarbeitet. „So bieten wir nun ein Kantenbearbeitungsmodul mit der weltweit einmaligen V-Edge-Technologie an“, freut sich Aigner. Dabei wird die Kante mit über die Skilänge variablen Winkeln geschliffen. Das Ergebnis sind Ski mit einer hohen Drehfreudigkeit bei gleichzeitig sicherem Kantengriff. „Kurz gesagt, V-Edge ermöglicht ein perfektes Fahrerlebnis“, weiß Aigner.

Modulare Software

Bei der Entwicklung der Software war diese Variantenvielfalt eine große Herausforderung. „Wir konnten unmöglich für jede theoretisch machbare Maschinenvariante eine eigene Software schreiben“, berichtet Höckner. Daher verfolgte das Entwicklungsteam einen modularen Ansatz. „Mit dem B&R-System funktioniert das sehr gut. Wenn wir eine neu zusammengebaute Maschine erstmals starten, erkennt die Software automatisch, welche Konfiguration vorliegt.“ Der Bediener kann dann nur solche Programme und Bearbeitungsschritte auswählen, die auch tatsächlich verfügbar sind.

„Generell legen wir sehr großen Wert auf das Thema Bedienung“, erklärt Aigner, „und das ist bei einem Ski-Schleif-Automaten gar nicht so einfach.“ In einem Sportgeschäft kann es sein, dass eine Aushilfskraft ohne jegliche Vorkenntnisse die Maschine bedient und bei einem nationalen Skiverband steht ein Experte mit 30 Jahren Erfahrung vor der Jupiter, der das letzte Quäntchen aus dem Ski herausholen will, um den Besitzer der Ski zum Weltmeistertitel zu führen.

Daher hat Wintersteiger auch die Bedienung sehr modular gestaltet. Es gibt einen Easy Mode, in dem der Bediener nur zwischen voreingestellten Programmen auswählen kann. Zusätzlich gibt es die Möglichkeit, Programme aus fertigen Bausteinen zusammenzustellen, mit denen die absoluten Profis sämtliche Parameter individuell anpassen können.

Visualisierung mit Live-Vorschau

Die Visualisierung basiert auf dem Softwarepaket mapp View von B&R. „Wir haben sehr viel Manpower in die Optimierung der Bedienung gesteckt und Hunderte Visualisierungsseiten erstellt“, erinnert sich Höckner. Die Software berechnet sogar aus den Parametern für die Belagbearbeitung ein Live-Vorschaubild – damit sieht der Bediener sofort, wie das Strukturmuster auf dem Ski aussehen wird.

Während der Programmierung stellte sich heraus, dass die Software für die ursprünglich geplante Hardware zu umfangreich wurde. Daher entschieden die Entwickler, von einer klassischen SPS auf einen Industrie-PC als Maschinensteuerung umzusteigen. Für die Applikation an sich hat sich dadurch nichts geändert. Aufgrund der nahtlosen Skalierbarkeit des B&R-Systems läuft die vorher geschriebene Software 1:1 auf der geänderten Hardware.

An dem Industrie-PC sind über das Maschinennetzwerk bis zu 70 Achsen, die Vision-Kamera, zahlreiche I/Os, eine sichere Steuerung und ein großes Bedienpanel im Wintersteiger-Design angeschlossen. Zudem hat Wintersteiger ein IoT-Gateway per OPC UA an den PC angebunden, um seinen Kunden weiterführende Services anbieten zu können.

„Der Markt hat mit großer Begeisterung auf unsere Jupiter reagiert“, sagt Aigner nicht ohne Stolz. „Wir haben es geschafft, eine Maschine zu entwickeln, die wirklich alle Bedürfnisse – vom schnellen Service im Verleih-Business bis hin zum High-End-Schliff im Rennsport – gleichermaßen perfekt abdeckt. Das flexible und modulare Automatisierungssystem von B&R hat uns sehr dabei geholfen, diese große Bandbreite abzudecken.“