Komplette Anlage mit Roboter, Bild: Jetter

Automatisierungslösungen für alle Fertigungszellen einer One-Piece-Flow-Anlage. Diese bestehen aus Bearbeitungs- und Montageautomaten oder auch Handarbeitsplätzen. Bild: Jetter

Während der letzten 15 Jahre etablierten sich in der Automobilzulieferindustrie sogenannte One-Piece-Flow-Anlagen für die Montage und Bearbeitung von Kunststoffteilen wie Luftführungsteile oder Saugrohre.

In der Praxis kommt es oft vor, dass diese Kunststoffteile je nach Ausstattung und Modell ähnlich sind und eine sehr große Typenvielfalt besteht. Um eine bestimmte Losgröße eines bestimmten Teiletyps Just-in-time fertigen und liefern zu können, müssen die Automobilzulieferer heute kurzfristig umrüsten.

Schraube mit Greifer, Bild: Henkel + Roth
Mit nur einem Software-Tool für One-Piece-Flow-Fertigungsanlagen erfolgt die Programmierung der Antriebe und Steuerung schneller. Denn die I/Os können direkt mit den Achsen verknüpft werden. Bild: Henkel + Roth

Die One-Piece-Flow-Anlagen bestehen aus mehreren hochflexiblen Bearbeitungs- und Montageautomaten oder auch Handarbeitsplätzen. Der Werker steuert die Losgröße von wenigen Hundert bis einigen Tausend ein, rüstet und bedient die Automaten und reicht die Kunststoffteile von einem Automaten zum anderen weiter – erledigt also den Teilewechsel.

Jede Aufnahme-Vorrichtung für die Bauteile ist mit einem Transponder oder über einen elektrischen Stecker codiert und somit einer ganz bestimmten Bauteilvariante zugeordnet. Über die Codierung erkennt die SPS die Vorrichtung und ruft automatisch das entsprechende Programm mit den letzten Parametersätzen, den Rezepturen und der zugehörigen Oberfläche für das zu bearbeitende Bauteil auf.

Zum Umrüsten auf einen anderen Bauteiltyp muss der Werker lediglich die „intelligente“ Vorrichtung und das Teile-Zuführsystem auswechseln. So ist in wenigen Minuten eine derartige Anlage auf den nächsten Typ umgestellt.

Permanente Speicherung

Alle qualitätsrelevanten Daten jedes Prozessschrittes werden einer vom System intern vergebenen Bauteil-Seriennummer in einer Datenbank zugeordnet und gespeichert. Eine Bewertung der Prozessdaten führt zum Ergebnis „Teil in Ordnung“ oder „nicht in Ordnung“. Wird ein Bauteil in die nächste Station eingelegt, startet die Steuerung den Prozess nur dann, wenn dieses Bauteil aus der Datenbank als „in Ordnung“ gemeldet wird.

Greifer mit Produkt, Bild: Henkel + Roth
Spezielle Applikationen wie das Verschrauben befinden sich in der Firmware der Servoverstärker. Bild: Henkel + Roth

Durch den Austausch einer Rezeptur mit einer anderen am Bediengerät lassen sich, ohne die Software-Programmierung zu ändern, einfache Prozess- und Produkt-Varianten erzeugen. Für neue Rezepturen werden in der Steuerung leere Datensätze vorbereitet. Der Kunde kann über das Bediengerät einen ähnlichen Datensatz in den leeren Datensatz kopieren und einzelne Parameter ändern. Für das gleiche Bauteil mit der gleichen Vorrichtung lassen sich unterschiedliche Prozessvarianten anlegen und wählen.

Dieses Feature wird eingesetzt, wenn die Bauteile aus verschiedenen Spritzgießmaschinen stammen und kleine Unterschiede in den Materialeigenschaften, in den Form- oder Lagetoleranzen aufweisen. Auch ein neues Bauteil wie ein neuer Saugrohrtyp lässt sich so schnell auf den Automaten rüsten. Durch den geringen Rüstanteil sind kleine Stückzahlen realisierbar.

Steuerungssoftware Jetsym

In den Automaten für One-Piece-Flow-Anlagen setzen die Entwickler von Henkel + Roth die Steuerungssoftware Jetsym von Jetter ein.

Lothar Niemann vom Technischen Vertrieb bei Jetter: „Wir machen aus Steuerungssicht keinerlei Unterschied, ob es sich um einen I/O, einen Mehrachs-Motionbefehl oder einen Motionbefehl mit Robotikfunktion handelt. Für die Robotik ist beispielsweise kein spezielles Tool erforderlich – in den NC-Kernel von Jetsym ist die Kinematik für Scara-Roboter bereits integriert. Die Servoantriebe können positions-, drehzahl- oder kraftgeregelt sein, was bei Fügeprozessen zu sehr guten Ergebnissen führt.“

Montageautomati Funktion Grafik, Bild: Henkel + Roth
In den One-Piece-Flow-Automaten wird vorzugsweise die Steuerungssoftware Jetsym von Jetter eingesetzt. Der Anwender muss sich für die Verwendung keine speziellen Kenntnisse aneignen. Bild: Henkel + Roth

Spezifische Applikationen, wie zum Beispiel für das Verschrauben, befinden sich in der Firmware der Servoverstärker. Mit der integrierten CNC-Bahnkurvensteuerung lassen sich komplexe Kurven einfach programmieren. Für die vielfältigen Aufgaben bei der Automatisierung von One-Piece-Flow-Anlagen muss sich der Entwickler mit JetSym keine speziellen Kenntnisse aneignen oder gar weitere Tools verwenden. hei

Technik im Detail

Die Software Jetsym

Jetsym ist das zentrale Programmiertool von Jetter, das alle Funktionen der Automatisierungstechnik vereint. Alles von der Programmierung der Steuerung bis zur Inbetriebnahme der gesamten Anlagen lässt sich mit Jetsym realisieren. Die Programmiersprache ist STX. Sie erfüllt alle Anforderungen der Automatisierungstechnik. Ihre Syntax basiert auf der IEC 61131-3 ST.

Mit dieser ablauforientierten Sprache lassen sich die realen Prozesse einer Anlage direkt abbilden und beschreiben. Leistungsfähige Befehle für Arithmetik, Achshandling, Bedienerführung und Zeichenketten vereinfachen die Steuerungsprogrammierung erheblich. Die nahtlose Integration von Motion Control reduziert deutlich den Programmieraufwand bei komplexen Aufgaben.

Mit STX lassen sich selbst komplizierte Achsbewegungen, wie zum Beispiel eine Bewegung mehrerer Achsen im Raum, denkbar einfach mit nur einem Programmbefehl darstellen. So gelingt es in kürzester Zeit, Programme für kom­plexe Maschinen zu erstellen und zu testen. Der Einstieg in STX fällt durch die prozessorientierte und objektorientierte Vorgehensweise sehr leicht.

Weitere Merkmale:

  • Konfiguration
  • Programmierung
  • Debugging
  • Oszilloskop-Funktion
  • Inbetriebnahme
  • Diagnose
  • Versionsverwaltung