Was bedeutet eigentlich smart? Der Duden listet smart mittlerweile als deutsches Adjektiv und erklärt es mit clever und gewitzt. Was smart heute wirklich bedeutet, findet man besser heraus, indem man nach den Gemeinsamkeiten der Phänomene sucht, die mit diesem Adjektiv ausgezeichnet werden. Ob Smart Metering, Smart Grids, Smart Home oder Smart TV; immer verspricht smart einen Mehrwert und Innovationsschub durch die Vernetzung von Elementen und die Nutzung der Daten, die aus dieser Vernetzung resultieren.
SmartFactoryOWL im April eröffnet
Schaut man sich die SmartFactoryOWL in Lemgo an, kann man das Verständnis des Wörtchens smart weiter schärfen. Die von der Hochschule Ostwestfalen-Lippe gemeinsam mit der Fraunhofer Gesellschaft im April 2016 gegründete Modellfabrik versammelt auf etwa 2000 Quadratmetern etliche Lösungen, die Produktionsprozesse smarter machen sollen. In der SmartFactoryOWL werden in Kooperation mit Unternehmen beispielhaft innovative Produktionstechnologien und Assistenzsysteme ausgestellt.
Doch die SmartFactoryOWL soll mehr sein als nur Ausstellungsfläche. Ein Team aus Professoren, Beschäftigten und Studierenden will in Lemgo die Vernetzung von industriellen Herausforderungen und akademischem Know-how fördern, um so Produktionsprozesse durch kluge Planung und Technologie zu optimieren. Dieses Angebot richtet sich vor allem an kleinere und mittlere Unternehmen der Region.
„Industriebetriebe aus OWL kommen mit konkreten Fragestellungen auf uns zu. Wir entwickeln dann maßgeschneiderte Problemlösungen für diese Betriebe, indem wir etwa die Arbeitsprozesse und Arbeitsplätze neu gestalten“, erklärt Prof. Dr.-Ing. Sven Hinrichsen das Angebot an die Unternehmen. „In diese Entwicklungsarbeiten binden wir auch Studierende über Abschluss- und Projektarbeiten ein“, ergänzt der Professor, der in der SmartFactoryOWL die Themengebiete Industrial Engineering und Montagesystemgestaltung verantwortet. Das Maschinenbauunternehmen Brandt Kantentechnik aus Lemgo beispielsweise, ein Hersteller von Holzbearbeitungsmaschinen zum Anleimen von Kantenleisten, wollte einen komplexen, variantenreichen manuellen Montageprozess optimieren. Schnell war klar, dass neben Arbeitsgestaltungsmaßnahmen auch neue Assistenzsystemtechnologien zum Einsatz kommen mussten.
Umfangreichstes Pick-to-light-Portfolio
Der wissenschaftliche Mitarbeiter David Brown schlug daher vor, den Prozess mit einer Pick-to-light-Lösung zu optimieren. „Das System, das wir einsetzen wollten, sollte möglichst flexibel sein und eine hohe Auswahl an unterschiedlichen Sensorleuchten bieten. Gerade bei den kleinen C-Teile-Behältern war uns eine lichtgesteuerte Leitung des Werkers wichtig, da diese Teile sehr ähnlich zueinander sind. Zudem suchten wir ein System, das wir ohne großen Programmieraufwand anpassen können“, nennt Brown entscheidende Kriterien zur Auswahl des Pick-to-light-Systems. Außerdem sollte das System vernetzbar sein, also eine Ethernet-Schnittstelle besitzen, um es an SAP oder andere übergelagerte Systeme anzubinden.
Nach Abwägung dieser Kriterien und dem Vergleich mehrerer Anbieter fiel die Wahl auf das Pick-to-light-System von Turck und dessen Opto-Sensorik-Partner Banner Engineering. Neben den Pick-to-light-Komponenten überzeugte der systemische Ansatz. Turck konnte nicht nur unterschiedliche Sensorleuchten zur Prozessteuerung liefern, sondern direkt eine umfassende Lösung anbieten, die auch Verbindungs- und I/O-Technik inklusive Steuerung sowie die visuelle Unterstützung des Werkers über das HMI umfasst. „Gerade die kleinen K30-Sensorleuchten, die wir für die Einbindung der C-Teile wie Schrauben und Muttern benötigen, haben wir bei anderen Anbietern nicht gefunden.“, fügt Brown hinzu.
Technik im Detail
So funktioniert Pick-to-light
Pick-to-light-Systeme steuern und überwachen den Arbeitsablauf bei manuellen Kommissionierungs-, Bestückungs- oder Montageprozessen. Dazu zeigt das System über Leuchtsignale genau die Lagerbox an, aus der die jeweils nächste Komponente entnommen werden muss. Das System erkennt daraufhin die erfolgreiche Entnahme, entweder automatisch über optische Sensoren, die die Hand des Werkers erfassen, oder durch manuelle Quittierung an Sensorleuchten. Anschließend zeigt das System visuell an, in welche Box der Bediener im nächsten Arbeitsschritt greifen muss. Pick-to-light-Sensoren aus dem Turck-Programm sind in zahlreichen Ausführungen erhältlich, auch zur direkten Montage an den Entnahmefächern.
Zur vollständigen Steuerung des Montageprozesses hat Turck tief in die eigene Systemkiste gegriffen. Zu Beginn liest der Werker über den Vision-Sensor iVu vom Schwesterunternehmen Banner Engineering einen 2D-Code ein. Das angeschlossene HMI TX513 zeigt darauf den Startbildschirm des Montageprozesses an. Als Steuerung fungiert hier ein programmierbares Gateway für das IP67-I/O-System BL67. Auf dem Gateway programmierte Turck die Pick-to-light-Applikation mit Codesys 3, dessen Tool TargetVisu die Visualisierung der einzelnen Montageschritte übernimmt. Das System wurde so realisiert, dass die Anwender ohne Programmieraufwand selbst neue Produktkonfigurationen eingeben können.
Das BL67-System verfügt über IO-Link-Master-Module mit jeweils vier IO-Link-Master-Ports. Jeder dieser Ports kommuniziert mit einem kompakten TBIL-I/O-Hub, der wiederum die Ein- und Ausgangssignale von je acht Sensorleuchten anbinden kann. Da der Werker beim Griff in das signalisierte Fach die Entnahme durch Auslösen des integrierten Sensors quittiert, hat jede Sensorleuchte ein Ein- und Ausgangssignal. Dass die universellen DXP-Ports des TBIL als Ein- und Ausgang verwendet werden können, ist ebenso einzigartig wie praktisch. Das Zuweisen von Ein- oder Ausgangsfunktionen über die Steuerung entfällt ebenso wie der Einsatz von Y-Splittern, um Ein- und Ausgangssignal auf unterschiedliche Ports zu führen. Der Verkabelungsaufwand bleibt dank IO-Link ohnehin überschaubar.
