Inhaltsverzeichnis
1. Einheitliche Schnittstellen
2. Nachträgliche Erweiterung um eine automatisierte Steckverbinder-Fertigung
3. Automatische Bereitstellung der relevanten Daten
Die Herstellung von I/O-Modulen der Produktfamilie Axioline verdeutlicht, wie sich eine langfristig ökonomische Produktion umsetzen lässt. Für den Maschinenbau erweist sich das Portfolio insofern als Herausforderung, als dass viele unterschiedliche Geometrien in Losgröße eins vollautomatisch gefertigt werden. Als Lösung bietet sich eine modulare Produktionsanlage an, die eine freie Kombination der einzelnen Fertigungsschritte erlaubt. Ein im Unternehmen entwickeltes Leitsystem steuert den Prozess.
Derzeit werden mehr als 100 verschiedene I/O-Module in der Anlage hergestellt. Um eine solche Flexibilität zu ermöglichen, fahren die zu produzierenden Komponenten auf Bauteilträgern in einem Umlaufsystem durch die gesamte Anlage. Im ersten Fertigungsschritt wird der Bauteilträger mit dem Produkttyp verbunden. Über einen RFID-Chip lässt er sich nun eindeutig dem Produkt zuordnen. Außerdem erkennt das übergeordnete Leitsystem den Bearbeitungszustand des jeweiligen I/O-Moduls. An jeder Arbeitsstation geschieht der Zugriff auf die Daten via RFID. Auf diese Weise erhält die Station die Information, wie das einzelne Produkt zu bearbeiten ist. Nachdem sie die erforderlichen Tätigkeiten ausgeführt hat, ergänzt die Station die vorhandenen Daten um die erfolgten Prozessschritte. Wird das Modul beispielsweise an einem Handarbeitsplatz aus dem Umlaufsystem ausgeschleust, öffnet sich für den Bediener am PC die zugehörige Arbeitsanweisung. Hat er diese erledigt, fährt das Modul wieder in den Umlauf. Die aktualisierten Informationen werden von der nachfolgenden Arbeitsstation geprüft. So produziert die Fertigungsanlage selbständig und zuverlässig.
Einheitliche Schnittstellen
Bei der Realisierung der Axioline-Anlage strebte der unternehmenseigene Maschinenbau neben der automatisierten Herstellung von I/O-Modulen in Losgröße eins eine hohe Zukunftssicherheit an. Denn die Digitalisierung, Industrie 4.0 sowie die Entwicklung neuer Technologien werden die Fertigung durch bisher unabsehbare Möglichkeiten verändern. Deshalb bedarf es einer hohen Flexibilität, damit sich die modulare Produktion an neue Gegebenheiten anpassen lässt. Vor diesem Hintergrund lassen sich alle Arbeitsplätze, Montagemaschinen und Prüfzellen an das Axioline-Fertigungssystem ankoppeln. Die unterschiedlichen Produktionsressourcen – wie Handarbeitsplätze oder vollautomatische Beschriftungszellen – können über einheitliche elektrische und elektropneumatische Schnittstellen zusammengeschlossen werden. Die Grundabläufe jeder Bearbeitungsstation werden eigenständig gesteuert und in das gesamte Fertigungskonzept integriert. Auf diese Weise lassen sich die Anlagenteile durch Einbinden und Freigeben im Ablaufeditor des Leitsystems per Plug & Work an das Umlaufsystem andocken.
Das von der Phoenix Contact Deutschland GmbH konzipierte Leitsystem sorgt einerseits für das Zusammenführen, Verwalten und Verteilen sämtlicher notwendigen Produkt- und Herstellungsdaten. Über Schnittstellenmodule können verschiedene Systeme – von der ERP- über die PLM- und MES-Lösung bis zur Maschinensteuerung – in das Leitsystem eingefügt werden. Auftragsinformationen lassen sich direkt aus dem ERP-System an die Anlage übertragen oder vor Ort in das System einpflegen. Zudem koordiniert und steuert das Leitsystem alle in der Produktionsanlage ausgeführten Prozesse.
Nachträgliche Erweiterung um eine automatisierte Steckverbinder-Fertigung
Die hohe Flexibilität dieser Prozessintegration zeigt sich bei der Erweiterung der Anlage um die Steckverbinder-Fertigung. Die bis dato als monotone Handarbeit vorgenommene Steckermontage ist aufgrund steigender Absatzmengen in das Gesamtkonzept eingegliedert worden. Beim Hochlaufen der Anlage erwies sich die manuelle Herstellung der Steckverbinder an zwei Handarbeitsplätzen als wirtschaftliche Lösung. Die derzeitige jährliche Produktionsmenge einer höheren sechsstelligen Zahl an I/O-Modulen mit bis zu neun Steckverbindern pro Gerät erforderte jedoch eine automatisierte Lösung. Die benötigten Stecker werden aus fünf Gehäusegrundteilen vorkonfektioniert. Daraus resultieren zehn Standardtypen, die in einem Steckerbahnhof geparkt sind.
Vor dem Steckerautomaten liest das Leitsystem den Werkzeugträger via RFID aus und stellt so fest, welchen Steckverbinder das jeweilige I/O-Modul verlangt. Im nächsten Fertigungsschritt erhalten die vorkonfektionierten Standardtypen die individuell notwendigen Anschlussbauteile. Nach der Qualitätsprüfung werden die Stecker in das I/O-Modul eingebaut. Aktuell sind 42 unterschiedliche Steckverbinder-Varianten bestellbar. Durch die Zwischenlagerung im Steckerbahnhof lässt sich die Variantenvielfalt wirtschaftlich in den Gesamtprozess einbinden.
Automatische Bereitstellung der relevanten Daten
Eine Laserzelle beschriftet die fertigen Module. Dabei stellt ein intelligentes Bildverarbeitungssystem eine individuelle Lagekorrektur der Beschriftung jedes einzelnen Produkts sicher. Unter Berücksichtigung geometrischer Toleranzen vergleicht die Bildbearbeitung zunächst die Ist-Position der zu kennzeichnenden Felder mit dem digitalen Abbild aus dem Engineering des I/O-Moduls. Die Position der Laserbeschriftung wird automatisch berichtigt. Neben der abschließenden Kontrolle der Beschriftungsqualität überprüft das Kamerasystem auch die montierten Stecker auf Vollständigkeit und korrekte Bestückung.
In die Anlage sind zwei Handarbeitsplätze integriert, beispielsweise für die erste Zuordnung des Produkts zum Bauteilträger oder die Verpackung der fertigen Module. Durch Auslesen des RFID-Tags kennt das Leitsystem den derzeitigen Bearbeitungszustand der jeweiligen Komponenten. Deshalb stellt das Assistenzsystem den Mitarbeiterinnen nur die Informationen oder Optionen dar, die für die bestimmte Aufgabe erforderlich sind. So lässt sich die Komplexität der Variantenvielfalt von den an den Handarbeitsplätzen tätigen Personen gut und effizient beherrschen.
Ein weiterer Vorteil des durchgängigen Datenflusses liegt in den automatisch erstellten Kennzeichnungen. Die benötigten Daten werden direkt aus dem Engineering übernommen. Auf diese Weise stehen die Druckdaten für die Beschriftung jedes Moduls revisionssicher ohne Umrüstung bereit. ge
www.phoenixcontact.com
Messe Motek 2019: Halle 6, Stand 6315-19
Weitere Details zum Thema
https://t1p.de/24fp
Kontakt:
Phoenix Contact Deutschland GmbH
Flachsmarktstraße 8
D-32825 Blomberg
+49 52 35/3-1 20 00
info@phoenixcontact.de
www.phoenixcontact.de
