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Produkt und Produktion parallel im Fokus

Für den europäischen Markt optimierter Schweißautomat kommt weltweit gut an
Produkt und Produktion parallel im Fokus

Bei der Ausweitung seines Absatzmarktes setzt das kanadische Unternehmen Centerline auf Siemens als globalen Automatisierungspartner. Mit einer für den europäischen Markt erzielten Steigerung von Geschwindigkeit und Qualität konnten zudem Kunden in Europa, Brasilien und Nordamerika überzeugt werden. Da die Maschinen parallel zum Produktdesign der zu verschweißenden Bauteile entwickelt werden, kann die Fertigungstechnik gemeinsam optimieret und damit die Time-to-Market beschleunigt werden.

Die Autorin: Annette Horneber ist Technische Redakteurin in der Business Unit Factory Automation der Division Digital Factory der Siemens AG in Nürnberg

Centerline mit Hauptsitz im kanadischen Windsor beliefert führende OEMs sowie Tier-1- und -2-Zulieferer der Automobilindustrie mit Schweißmaschinen. Um in enger zeitlicher und fachlicher Abstimmung kundenspezifische Fertigungseinrichtungen entwickeln und produzieren zu können, verfügt das Unternehmen über ein weltweites Netz an Niederlassungen. So adaptiert die Centerline Seubert GmbH in Breidenbach Entwicklungen aus Kanada für den europäischen Markt. Die besondere Herausforderung und Kompetenz besteht darin, die Maschinen parallel zum Produktdesign der zu verschweißenden Bauteile zu entwickeln und dem Kunden frühzeitig für Tests zur Verfügung zu stellen. Der Vorteil: Auf diese Weise lassen sich Produktdesign und Fertigungstechnik gemeinsam optimieren und eine kurze Time-to-Market erreichen.
Ein Beispiel sind die neuen ‚Flex-Fast-Schweißmaschinen‘, mit denen sich etwa Bolzen und Muttern mit Metallteilen, die die Karosserie versteifen, verschweißen lassen, um das Fixieren von Halterungen, Befestigungen und Verschalungen zu erleichtern. Die verschweißten Bauteile benötigen beim Verschrauben keinen Gegenhalt und können deshalb auch an schwer zugänglichen Stellen angebracht sein. Aufgrund der hohen mechanischen Anforderungen erfordert dies allerdings einen absolut zuverlässigen Schweißvorgang.
Neue Steuerung erleichtert Inbetriebnahme
Larry F. Koscielski hat die Entwicklung der Flex Fast in Kanada geleitet. Für den dortigen Markt war heimische Steuerungstechnik vorgegeben. Aktuell wird die Flex Fast nun in Breidenbach für den Einsatz in einem spanischen Automobilwerk umgerüstet. Für Europa hat der Automobilbauer eine Simatic-SPS von Siemens als Steuerung gelistet. Gemeinsam mit dem Kunden fiel die Entscheidung für die neue Simatic S7-1500 mit Simatic Comfort Panels als Bedieneinheit. Koscielski hat dabei beeindruckt, wie problemlos die kanadischen Projekteure zusammen mit ihren deutschen Kollegen das vorhandene Programm im Engineering-Framework TIA Portal auf die neue Steuerung übertragen konnten – ohne vorbereitende Schulung. „Unsere Mitarbeiter hatten bisher mit Simatic keine Erfahrung, dennoch war das TIA Portal als Engineeringumgebung für sie selbsterklärend“, sind sich Centerline-Seubert-Geschäftsführer Udo Schulz und Larry Koscielski einig. „Durch den geringen Engineeringaufwand fühlen wir uns in der Entscheidung bestätigt, schon jetzt auf die neue SPS Simatic S7-1500 umzusteigen.“
Bei dem TIA Portal überzeuge die Durchgängigkeit von Step 7 und WinCC, so die Erfahrung der Kanadier. „Die symbolischen Bezeichnungen erleichtern die Nachvollziehbarkeit, die strukturierte Ablage erhöht die Übersichtlichkeit und die Inbetriebnahme wird durch die effizienten Diagnosefunktionen vereinfacht.“ So helfe die Querverweisliste beim Verfolgen der Variablenverwendung, die Netzwerktopologie decke Verdrahtungsfehler auf und ermögliche damit die schnelle Behebung.
Intelligente Sensorik für hohe Prozessqualität
Die neuen Flex-Fast-Schweißmaschinen für Befestigungselemente können für unterschiedlich geformte Bauteile genutzt werden. Die zum Teil komplexen Bauteilträger mit mehreren feststehenden Elektroden werden dazu auf einem in x-Richtung verfahrbaren Tisch fixiert. Die obere Gegenelektrode übernimmt die Positionierung in y-Richtung und fährt die jeweiligen Schweißpositionen an. Die Flexibilität beeindruckt. Mit einer Flex Fast, bei der zwei Bauteilträger nebeneinander angeordnet sind, können verschiedene Befestigungselemente auf bis zu 20 unterschiedliche Bauteile aufgeschweißt werden, ohne dass umgerüstet werden muss.
Die Bestückung der Schweißmaschinen erfolgt je nach Anwendung von Hand oder über Roboter. Eine Vielzahl von optischen und magnetischen Sensoren überwacht, dass Bauteil und Befestigungselemente zusammenpassen und exakt positioniert sind, bevor der Schweißvorgang ausgelöst wird. Die Bauteiltypen haben ID-Nummern, die vom Hersteller mit den CAD-Daten übergeben werden. Der ID-Nummer sind entsprechende Schweißparameter wie der aufzubringende Druck und der benötigte Strom zugeordnet. Das Einhalten der vorgegebenen Sollwerte wird überwacht, alle Messwerte werden dokumentiert. „Damit erreichen wir eine lückenlose Rückverfolgbarkeit“, betont Udo Schulz.
Die Steuerung kommuniziert mit den Antrieben für den Tisch und den Elektrodenarm über Profinet. Auch die Signale der über IO-Link angeschlossenen intelligenten Sensoren werden über einen Switch in die Profinet-Kommunikation eingebunden. Entsprechende Schnittstellen sind in alle S7-1500-Controller integriert. Zusatzinvestitionen entstehen dafür nicht. „Die Kommunikation über Profinet hat uns deutliche Geschwindigkeitsvorteile von immerhin rund 25 Prozent gebracht“, berichtet Larry Koscielski. „Mit der hohen Verarbeitungsgeschwindigkeit und Regelgüte der Steuerung haben wir gleichzeitig die Prozessqualität steigern können.“
Einsatz von Siemens-Komponenten auch in Kanada
Aufgrund der positiven Erfahrungen mit der Steuerung S7-1500, dem Engineering-Framework TIA Portal und der Kommunikation über Profinet konnte Koscielski zudem bei einem kanadischen Kunden bereits guten Gewissens eine Sondervereinbarung unterschreiben, um die dort bisher nicht gelisteten Siemens-Komponenten einzusetzen. „Die weite Verbreitung und große Akzeptanz der Steuerungsfamilie Simatic hilft uns, weitere Märkte zu erschließen.“ Dazu komme die weltweite Unterstützung. „So arbeiten wir gemeinsam beispielsweise auch in Nordamerika und Brasilien an optimalen Lösungen für unsere Kunden“, so der Entwicklungsleiter abschließend. co
„Unsere Mitarbeiter hatten bisher mit Simatic keine Erfahrung, dennoch war das TIA Portal als Engineeringumgebung für sie selbsterklärend.“
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