Die Firma OBE in Ispringen im Enzkreis hat sich mit der Herstellung hochpräziser Metallteile einen Namen gemacht. Mittels Metallpulverspritzguss-Technologie Metal Injection Moulding (MIM) ist das Unternehmen in der Lage, aus unterschiedlichen Materialien wie Edelstahl oder Titan kleine, formkomplexe Bauteile wirtschaftlich herzustellen. Produkte für die Automatisierungstechnik, die Automobilindustrie, Luftfahrt oder Medizintechnik gehören ebenso zu den Einsatzgebieten der MIM-Technologie wie optische Instrumente oder Produkte für die Uhren- und Schmuckindustrie. Bauteile für die Elektronikbranche werden nach der Herstellung im MIM-Verfahren in Folgeprozessen veredelt und mit weiteren Elementen verschweißt. Durch die Teilautomatisierung des Arbeitsplatzes für diesen Vorgang hat sich sowohl der Durchsatz als auch die Qualität der gefertigten Komponenten erhöht.
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Automatisierung und Mechanik arbeiten Hand in Hand
Der Auftrag zu Planung, Bau und Programmierung der neuen Anlage ging an das Unternehmen Bender Automation. OBE stellte folgende Vorgaben: „Die Fertigungszeit sollte deutlich reduziert werden. Darüber hinaus muss sich die Anlage auch künftig an unterschiedliche Anforderungen einfach anpassen lassen“, sagt Simon Vetter, Geschäftsführer von Bender Automation. Tatsächlich war der Zeitrahmen für das Projekt relativ eng: Es waren nur knapp fünf Wochen für den Umbau der alten Anlage vorgesehen. Bender arbeitete als Systempartner mit Omron Electronic und SMC, einem Anbieter für Pneumatiklösungen, zusammen. Somit konnte der Systempartner in kurzer Zeit mechanische und steuerungstechnische Komponenten als Komplettlösung aus einer Hand liefern.
Kostengünstig aber dennoch präzise
In der neuen Anlage legt nun ein Mitarbeiter bis zu acht Komponenten samt den Verbindungselementen in einen Werkstückträger ein und positioniert diesen in der Maschine. Diese verscheißt die Teile entsprechend des gewählten Programms automatisch. Zwei Achsen verfahren dazu den circa 12 auf 18 cm großen Werkstückträger in die nötige Arbeitsposition. Prinzipiell sind die Anforderungen der Anlage nicht sehr komplex. Allerdings war eine sehr hohe Genauigkeit bei der Positionierung gefordert. „Wir positionieren in der Anlage auf 0,01 mm genau“, so Vetter. „Gleichzeitig konnten wir mit der Anlage die Schweißzeit um gut ein Drittel pro Stück senken.“
Die eingesetzten Automatisierungskomponenten eigneten sich dem Anlagenbauer nach besonders wegen ihrer Zuverlässigkeit und ihres Preis-Leistungs-Verhältnisses. Die Steuerung für zwei Achsen mit zwei Servoantrieben sollte zuverlässig positionieren und einfach zu programmieren sein. Die Wahl fiel auf die CP1-Steuerung von Omron, die gerade für den Einsatz in kompakten Maschinen konzipiert ist. In der Schweißanlage ist sie dafür verantwortlich etliche Vorgänge zu koordinieren: von der Positionierung des Werkstückträgers, über das Verhalten der Pneumatikventile des Niederhalters, das An- und Abschalten von Laser und Schutzgas bis hin zu den Meldungen für den Bediener.
Beliebig ergänzbar
Bei den Servoantrieben entschied man sich für die Serie Junma, ebenfalls aus dem Hause Omron. Ein Schaltnetzteil und verschiedene Relais des gleichen Herstellers vervollständigen zusammen mit dem Touchpanel der Baureihe NS 5 die Automatisierungslösung. Am Touchpanel kann der Bediener der Maschine verschiedene hinterlegte Programme auswählen. „Beim Schweißvorgang hat man es mit sehr komplexen Flächen und Formen zu tun. Deswegen haben wir bislang fünf Programme in der Steuerung hinterlegt, die wir aber jederzeit beliebig ergänzen können“, sagt der Bender-Geschäftsführer. Zukünftig lässt sich die Anlage also an unterschiedliche Produkte anpassen.
Angetan waren die Systemintegratoren von der intuitiven Programmierbarkeit des Systems. Neben der Programmauswahl dient das Touchpanel zudem zur Information des Bedieners. Prozessdaten werden hier ebenso angezeigt wie eventuelle Störmeldungen oder Alarme. Über das Display kann der Bediener Grundparameter wie Verfahrweg, Geschwindigkeit und Beschleunigung einsehen und anpassen.
Sicherheit ist wichtig
Beim Bau der neuen Anlage wurden Komponenten der alten weiterverwendet, wie zum Beispiel die bisher eingesetzte Lasermaschine. Hier hat die Firma OBE selbst mit Hand angelegt und den Laser so umgebaut, dass er sich in die neue Anlage einpassen ließ. Dabei mussten unter anderem verschiedene Schutzvorrichtungen entfernt werden. „Damit das Personal nun gefahrlos mit der Anlage arbeiten kann, haben wir alle mechanischen Sicherheitsvorrichtungen in der Steuerung abgebildet“, sagt Vetter. Werden im laufenden Betrieb gefährliche Teile geöffnet oder besteht sonst eine Gefahr für den Bediener, schaltet die Maschine automatisch ab.
Insgesamt konnten die Automatisierungsdienstleister also dem Endkunden in kurzer Zeit eine individuell angepasste Plug&Play-fähige Komplettlösung liefern. Mit ihr wird im Vergleich zur vorherigen Lösung fast der fünffache Durchsatz erreicht bei gleichzeitig deutlich höherer Qualität. Für den Endkunden bringen Partnerschaften von Komponentenzulieferern mit Lösungsanbietern mehrere Vorteile: Der Systempartner kennt sich mit der Produktpalette seiner Lieferanten aus und kann für die gewünschte Anwendung passende Komponenten auswählen. Er liefert somit eine an die individuellen Anforderungen angepasste Komplettlösung.
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