Erschienen in: A&D Dezember 2011, S. 42
Steuern & Vernetzen  |  

Automatisierte Montage der Busmodule

Der Jahresbedarf an den kompakten I/O-Modulen aus der X20-Baureihe von B&R geht in die Millionen. Die Komponenten manuell zusammenzubauen, ist deshalb nicht mehr zielführend. Die Aufgabe: eine automatisierte Lösung entwickeln. *  Text: Andreas Enzenbach, B&R Foto: B&R  

Als für Computer noch die Bezeichnung Elektronenhirn gebräuchlich war, stellten Science-Fiction-Autoren und Redakteure populärwissenschaftlicher Magazine die Frage, wann und wie die denkenden Maschinen, in die sie eingebaut sind, beginnen würden, sich selbst zu reproduzieren. Noch sind selbst denkende Maschinen nicht im Umlauf, Computer werden nach wie vor algorithmisch programmiert. Wer jedoch sieht, wie im B&R-Werk in Eggelsberg Produktionsmaschinen I/O-Module der X20-Serie assemblieren und testen, erinnert sich an so manche einst so futuristisch wirkende Vision.

Die dreiteiligen I/O-Module werden von den Maschinen assembliert und getestet
Die Software für die Steuerung der Roboter ist integriert

Drei neue Anlagen für die Fertigung

Die große Nachfrage der X20-Serie hatte B&R veranlasst, eine neue und integrierte Methode zu deren Endfertigung zu suchen. Bis dahin waren die Module von Hand zusammengebaut worden. Zwar standen Vorrichtungen und –für bestimmte Tätigkeiten wie die Laserbeschriftung der Gehäuseteile –auch automatisierte Maschinen zur Verfügung, doch wuchs der Platzbedarf mit steigenden Stückzahlen sprunghaft an. Mit der Firma Wieser Automation Maschinenbau fand B&R einen Partner für die Umsetzung der X20-Assemblierung inklusive Test und individueller Fertigungslinien. Die erste Maschine, die daraufhin in Eggelsberg ihre Arbeit aufnahm, dient der Montage der Busmodule der aufbau- und wartungsfreundlich in Feldklemme, Elektronikmodul und Busmodul dreigeteilten X20-I/O-Module. Ein Mitarbeiter entnimmt die Teile aus der ergonomischen Bereitstellung und legt sie in die Vormontage-Aufnahme. Alles Weitere eledigt die Maschine, inklusive der Laserbeschriftung der Gehäuseteile sowie des Funktionstests und der Ausgabe in einer Blisterverpackung. Auch Rückmeldungen an das ERP-System, etwa zur Lagerbuchung, erfolgen automatisch. Wenige Monate später nahm der österreichische Automatisierer die zweite Montage- und Prüflinie von Wieser für die Assemblierung digitaler Elektronikmodule in Betrieb. Das Funktionsspektrum dieser zweiten Einheit ist größer als bei der ersten, da die Gehäuse der Elektronikmodule vor der Beschriftung ultraschallverschweißt werden. Die dritte Anlage zur Assemblierung der analogen Elektronikmodule war in ihrem Funktionsumfang besonders im Bereich der Prüfung größer als die ersten beiden Einheiten: Jedes einzelne der X20-Module wird einem Abgleich und Funktionstest in einer 45° C heißen Kammer unterzogen. Da dieser Vorgang länger dauert als der restliche Zusammenbau, werden immer sechs Module parallel getestet. Der Grund: So ist eine durchschnittliche Taktzeit von 15 Sekunden gewährleistet. Dies jedoch machte eine ausgeklügelte interne Teilelogistik erforderlich. Neben Drehstrommotoren, Servo- und Linearantrieben enthält diese Produktionsanlage als einzige zwei Sechsachs-Knickarmroboter für das Teile-Handling.

Integrierte Automation

Bei der Automatisierung der X20-Produktionsanlagen – verantwortlich war das Unternehmen Patrias Electric Automation – wurde durchgängig auf B&R-Automatisierungstechnik zurückgegriffen. In der Antriebstechnik kommen Frequenzumrichter AcoposInverter X64 ebenso zum Einsatz wie die zweikanaligen Servo-Wechselrichtermodule AcoposMulti. Für die Visualisierung sowie übergeordnete Steuerungsaufgaben stehen ein in Schutzart IP65 ausgeführter Panel-PC, ein Automation-Panel sowie ein an zwei Stellen anschließbares Mobile Panel zur Verfügung. Weil alle Komponenten kompakt sind und sie auch als X67-Variante in IP67 verfügbar sind, war es möglich, die einzelnen Teile der Anlagenautomatisierung dezentral aufzubauen. Ein neben der Maschine aufgestellter Schaltschrank wäre wegen der höheren Kosten und der größeren Standfläche nicht mehr zeitgemäß. Zudem sind die Komponenten über Powerlink miteinander verbunden. Darüber läuft auch die Sicherheitstechnik. „Mit OpenSafety unter Verwendung der X20-SafeIO-Module und der Safelogic muss man sich hardwaremäßig gegenüber den Steuerungs- und I/O-Komponenten nicht einmal umstellen“, sagt Reinhard Patrias. „Auch der in das Automation Studio integrierte SafeDesigner machte uns die Arbeit leicht.“ In Automation Studio integriert wurde erstmals bei dieser Anwendung die Software für die Bewegungssteuerung der Knickarm-Roboter. Über Powerlink konnten alle Programme für die Gesamtaufgabe innerhalb einer einheitlichen Entwicklungsumgebung erstellt werden und wurden sowohl einzeln wie auch im Zusammenspiel getestet.☐

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Kontaktdaten

B&R Bernecker + Rainer Industrie-Elektronik Ges.m.b.H
B&R Straße 1
5142 Eggelsberg
Österreich
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