Nutzen Konstrukteure im Maschinenbau bei der Auslegung von Tragarmsystemen Online-Konfiguratoren, beschleunigen sie damit ihre Entwicklungsprozesse. Mit passenden Konfigurationsvorschlägen und 3D-Daten lassen sich nicht nur Lösungsmöglichkeiten schnell finden, sondern auch flexibel durchspielen und passgenau umsetzen.
Der Autor:Hans-Robert Koch, Leiter Fachpresse, Unternehmenskommunikation, Rittal, Herborn
Kernkompetenz der Hora-Werke GmbH in Bünde ist die Fertigung von Metallbauteilen. Ein Wettbewerbsvorteil liefern dabei die Eigenbau-Zerspanungsanlagen, mit denen alle Produktionsabläufe konsequent auf kurze Durchlaufzeiten ausgerichtet werden. Um beispielsweise Umrüstprozesse zu optimieren, werden die Anlagen seit 2014 einem Retrofit unterzogen. Neben modernen Steuerungs- und Sicherheitslösungen liegt der Fokus dabei auch auf Bedienlösungen. In der Modernisierung der Mensch/Maschine-Schnittstelle mittels ergonomischer und flexibler Tragsarmlösungen für Bediengehäuse sieht der Technische Leiter Ralf Holtmann ein deutliches Potenzial, Zeit zu sparen und Umrüstprozesse innovativer zu gestalten. „Im Durchschnitt müssen wir einmal pro Woche unsere Maschinen umrüsten“, so der Diplom-Ingenieur. „Die Umrüstzeiten dauern dabei in der Regel ein bis zwei Schichten – was sehr zeitintensiv ist.“ Je nach Auftrag laufen die Zerspanungsmaschinen dann bis zu vier Monate lang, doch es gibt auch Anlagen, die müssen bereits nach drei Tagen wieder umgerüstet werden.
Bestes Beispiel für eine neue Tragarmlösung ist die Zerspanungsmaschine Caro 411. Hiermit produziert das Hora-Werk unter anderem Messingklemmen für die Elektrotechnik in Millionen Stückzahlen. Das Umrüsten der Maschine ist in der Regel komplex und durchläuft verschiedene Prozessschritte. So werden neue Aggregate – wie Bohr-, Räum- oder Gewindeaggregat – vom Fachpersonal in die Maschine eingesetzt und nacheinander über das Bedienterminal eingerichtet. Da das Bediengehäuse mit der Steuerung bislang nur mit einem kurzen Tragarm ausgestattet war und sich einige Meter entfernt von der Position der Aggregate befand, war das Einrichten sehr zeitaufwändig. War ein Aggregat eingerichtet, so musste der Maschinenbediener zur Einrichtung des nächsten Aggregats wieder um die Maschine herumgehen, um einen weiteren Maschinensatz über das Bedienpanel anzuwählen und einzurichten.
Größtmögliche Auslegerlänge gefordert
Die Gestaltung einer effizienten Bedienlösung sah nun vor, sowohl ein neues Bediengehäuse – ausgerüstet mit Panel-PC, Steuerung, USV und Bedieneinheit – als auch ein neues Tragarmsystem mit größtmöglicher Auslegerlänge zu installieren, um dem Maschinenbediener an jeder Position der Maschine im Umfeld des Maschinengestells von 1,8 x 2,00 m ein komfortables Bedienen der Maschine sowie schnelles Einrichten der Aggregate zu ermöglichen – ohne Umwege in Kauf nehmen und die Arbeitsposition verlassen zu müssen. Für die Entwicklung bestand die Herausforderung darin, eine Tragarmlösung zu entwerfen, mit der das Bediengehäuse 180 Grad um die Maschine geführt werden kann. „Berücksichtigt werden musste dabei auch die räumliche Erweiterung der Maschine durch eine zusätzliche sicherheitstechnische Kapselung der Maschine, die das Gefahrenpotenzial für den Maschinenbediener deutlich reduziert“, erläutert Reinhard Otte, zuständig für die Elektrotechnik bei Hora-Werk. Folgende grundsätzlichen Fragestellungen galt es deshalb zu klären:
- Welche technischen Ausführungen müssen Gelenke und Ausleger des Tragarmsystems haben, um eine 180-Grad-Bedienung zu ermöglichen?
- Wo muss das Tragarmsystem an der Maschine aufgehängt sein?
- Was ist bei einer Bediengehäuse-Lösung inklusive Einbauten mit einem Gewicht von insgesamt 36 kg hinsichtlich der Dimensionierung der Auslegerlänge des Tragarms technisch überhaupt machbar?
- Wie lassen sich Schwingungen bei großer Auslegerlänge bestmöglich reduzieren?
- Welcher Hersteller kann eine stabile und funktionale Tragarmlösung mit einer extremen Auslegerlänge anbieten?
„Die passende Tragarmlösung kann man sich nicht so einfach im Kopf vorstellen“, betont Ralf Holtmann. Für ihn war deshalb die Nutzung des Tragarm-Konfigurators von Rittal von Vorteil: „Mit dem Konfigurator und den CAD-Modellen im Step-Format konnten wir das Tragarmsystem selbst virtuell zusammstellen und verschiedene Lösungsmöglichkeiten durchspielen. Das war eine erhebliche Erleichterung – und damit die passende Lösung für uns schnell präsent.“ Der Konfigurator ist selbsterklärend und liefert auf Basis von eingegebenen, anwenderspezifischen Parametern wie Anhängelast, Anbauart, Tragarmaufbau sowie Tragarmausschnitt einen passenden Systemvorschlag mit Stückliste. Im Anschluss können zudem die entsprechenden Datenmodelle für die Konstruktion angefordert werden.
Zur Klärung einer konkreten Umsetzung der Produktlösung wurden die Hora-Werk-Spezialisten in einem weiteren Schritt direkt vor Ort durch einen Fachberater von Rittal unterstützt. Dabei entschied man sich für den Einsatz des neuen Tragarmsystems CP 60/120 mit einer gesamten Auslegerlänge von 2,40 m und dem Bediengehäuse Comfort Panel. Die Montage des Tragarms, der aus zwei horizontalen und einem vertikalen Tragprofil sowie aus Aufsatz- und Zwischengelenk und einem Winkelstück besteht, erfolgt dabei oben auf der Maschine. „Diese Anwendung mit solchen hohen mechanischen Anforderungen an ein Tragarmsystem ist für uns bislang einzigartig und belegt einmal mehr die hohe Flexibilität unseres Baukastensystems – auch für extreme Einsätze“, erklärt Jörg Töppich, Systemberater von Rittal.
Lösung aus dem Baukasten
Die Lösung ist Teil des Baukastensystems CP 60/120/180, das für Tragarmsysteme einheitliche Funktions-, Montage- sowie Projektierungslösungen in einem Design bietet. So lassen sich Tragarmsysteme über die drei Belastungsstufen 60, 120 und 180 kg – bezogen auf eine Auslegerlänge von einem Meter – hinweg realisieren. Bei herkömmlichen Marktlösungen verteilen sich die Belastungsstufen auf bis zu sieben unterschiedliche Tragarmsysteme, die zudem untereinander nur selten kompatibel sind. Daraus resultieren Nachteile wie eine Vielzahl verschiedener Komponenten und ein steigender Beratungsaufwand. Das CP 60/120/180 hingegen ist durchgängig aufgebaut, ermöglicht aufgrund seines Baukastenprinzips die passende Lösung für nahezu jede Anforderung und schafft deutliche Zeitersparnis bei Montage beziehungsweise Justage. Das heißt, ein Wechsel der einzelnen Komponenten, beispielsweise für eine geplante höhere Belastung, ist schnell und jederzeit möglich. Dabei sorgen Systemadapter für die Anpassung an die entsprechenden Querschnitte kleinerer oder größerer Tragarmprofile aus diesem System – ohne das Design zu verändern –; etwa dann, wenn zum Beispiel eine höhere Last aufgenommen werden soll.
Mit einem standardmäßigen automatischen Potenzialausgleich sorgt Rittal zudem für mehr Schutz für Anlagenbediener und mehr Sicherheit für den Maschinenhersteller – ohne Mehraufwand und Mehrkosten. Waren bislang drehbare Elemente eines Tragarmsystems wie Gelenke ohne Vorkehrungen eines Potenzialausgleichs ausgerüstet, verfügen alle Drehelemente des CP über sogenannte Schleifkontakte, um einen sicheren elektrischen Kontakt über das gesamte System zu gewährleisten. Clevere Kantenschutzelemente aus Kunststoff, die sich zwischen Tragprofilen und Eckelementen einfach auf das Innenprofil aufstecken lassen, verhindern, dass Leitungen geknickt oder aufgescheuert werden.
Abnehmbare Deckel an Winkelstücken, Kupplungen und Gelenken sorgen für einen leichten Zugang und komplette Durchgängigkeit bei der Ein- und Durchführung von Kabeln. „Dadurch, dass sich das Tragarmsystem an verschiedenen Stellen öffnen lässt, war für uns die Kabeldurchführung sehr einfach“, bestätigt Reinhard Otte. „Durch die vorgefertigten Bahnen konnten wir die Leitungen – auch getrennt – einfach einbringen, ohne dass wir mit Spiralen arbeiten mussten.“ Wie benutzerfreundlich das System ist, unterstreicht auch die einfache Justage des Tragarmes. So lassen sich die Abdeckkappe der Tragarm-Anschlusselemente einfach entfernen und die beiden Justierschrauben mit einem Schraubendreher zur nachträglichen Ausrichtung des Tragarms komfortabel erreichen. „Bei einer so großen Auslegerlänge wie hier im Hora-Werk ist das ein echter Benefit“, betont Jörg Töppich. co
Kontakt
info
Rittal GmbH & Co. KG
Herborn
Tel. +49 2772 505-0
www.rittal.de
SPS IPC Drives: 5-111
Details zu Tragarmsystemen:
http://t1p.de/fjs8
Im Überblick
PLUS
Die Vorteile des Rittal Tragarm-Konfigurators:
- Sicher: Mit der Eingabe nur weniger Parameter wie Auslegerlänge, Gewicht etc. erhalten Konstrukteure beim Aufbau des Tragarmsystems CP einen plausibilitätsgeprüften Tragarmaufbau mit kompletter Stückliste und passenden Schnittmaßen.
- Schnell: Das Ergebnis ist eine schnelle Konfiguration des gewünschten Tragarms, auch dank einfacher Navigation.
- Komplett: Alle CAD-Daten des Tragarmsystems CP stehen zur Verfügung, sind geprüft und gewährleisten einen funktionierenden Aufbau.
- Komfortabel: Die CAD-Daten können kostenfrei angefordert werden und in die Arbeitsumgebung des Konstrukteurs einfach eingebunden werden.
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