Montage und Prüfung von Baugruppen
Modularer Aufbau erlaubt
Die in der Automobilindustrie verwendeten Montage- und Dichtheitsprüfanlagen von KMS Automation werden gemäß dem Wunsch des jeweiligen Anwenders aufgebaut. Ein modulares Konzept sorgt für die notwendige Flexibilität. IP67-Switches vernetzen die einzelnen Stationen innerhalb der Anlage.
Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbHDie Antriebssysteme moderner Autos sind durch Gusskomponenten mit vielfältigen Konturen gekennzeichnet. Da von den Getrieben und Motoren hohe Leistung und Effizienz verlangt wird, gestalten sich die Konstruktionsgeometrien in diesem Bereich zunehmend komplexer. Zudem müssen die Antriebssysteme im Betrieb immer größeren Arbeitsdrücken widerstehen. Damit sie während ihrer gesamten Lebensdauer einwandfrei funktionieren, kommt druckfesten Komponenten eine wesentliche Bedeutung zu. Bei der Weiterverarbeitung und Montage solcher Gussteile spielt die Sicherstellung einer einwandfreien Werkstück-Qualität somit eine besondere Rolle. Die Firma KMS Automation entwickelt und fertigt derartige Montage- und Dichtheitsprüfanlagen, die individuell auf die entsprechenden Bauteile für die Automobil- oder deren Zulieferindustrie zugeschnitten sind. Das mittelständische Unternehmen verfügt über jahrzehntelange Erfahrung im Bau präziser und produktiver kundenspezifischer Sondermaschinen, Automatisierungslösungen und Vorrichtungen. Neben den Anlagen für die automatisierte Montage und Prüfung verschiedener Baugruppen aus dem Automobilbereich zählen dazu auch Präzisionsstanzmaschinen und Ausrüstungen für die Herstellung keramischer Hybridschaltungen, Maschinen für den Montageprozess von Li-Ionen-Batterien, für Druckprozesse in der Medizintechnik und im Rapid Prototyping sowie Spannvorrichtungen zum verzugsfreien Spannen bei der Bearbeitung komplexer und fragiler Druckgussteile. Das inhabergeführte Unternehmen mit 80 Mitarbeitern sieht seine Kernkompetenzen in den Bereichen Schaltschrankbau, Elektro- und mechanische Konstruktion sowie Software-Entwicklung und setzt auf technisches Know-how für eine modulare Fertigungstechnik.
Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbHKommunikation über ein Ethernet-Netzwerk
Je nach Bauteil durchlaufen die Gusskomponenten mehrere Arbeitsschritte, in denen montiert und immer wieder kontrolliert wird. Dabei führen die Maschinen Verschraubungen und Fügepressungen aus. Während der Einpressvorgänge überwachen sie ferner den funktionalen Zusammenhang zwischen Einpresskraft und -weg. Durch eine Kennzeichnung gleich zu Beginn des Produktionsprozesses lässt sich das Produkt über den kompletten Fertigungsverlauf lückenlos verfolgen. Zu diesem Zweck werden die Werkstücke per Laser oder Gravur mit einem Data Matrix Code versehen und über ihn in den weiteren Arbeitsschritten per Kamera identifiziert. So kann beispielsweise bei der Fügepressung das Einhalten des funktionalen Zusammenhangs zwischen den Messgrößen Fügekraft und -weg für jedes einzelne Bauteil nachgewiesen werden. Als besonders wichtig erweist sich die Überprüfung der Druckdichtheit der Bauteile. Die Herausforderung besteht hier darin, dass Komponenten kontrolliert werden müssen, die noch nicht endmontiert sind und über mehrere Öffnungen verfügen. Um eine Dichtheitsprüfung auf der Teileebene realisieren zu können, sind die Teile an die jeweilige Geometrie angepasst in der Station einzuspannen. In diesem Bereich liegt die Kernkompetenz von KMS Automation. Nachdem die Gussteile in der Prüfstation eingespannt sind, werden sie vom Dichtheitsprüfsystem mit dem Prüfdruck beaufschlagt und es erfolgt eine Kontrolle, ob der Druck eingehalten wird. Zur Integration der unterschiedlichen Komponenten in die Station setzt der Maschinenbauer ein industrielles Ethernet-Netz ein. Gleichzeitig bildet der Standard die Kommunikationsbasis eines modularen Fertigungskonzepts.
Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbHMontage direkt in der Arbeitsstation
Die von KMS Automation erstellten Montage- und Dichtheitsprüfanlagen sind in kompakte Arbeitsstationen strukturiert. In den Stationen erfolgt die Anbindung der Schraubersteuerungen und Kamerasensorik, der Kraft/Weg-Messsysteme für die Fügeprozesse sowie der Bedienpanels über ein industrielles Ethernet-Netzwerk. Damit die Komponenten einfach und direkt an das Netzwerk angekoppelt werden können, sind die IP67-Switches aus der Produktfamilie Factoryline von Phoenix Contact direkt auf den Schlitten der Arbeitsstationen montiert. Die Geräte des Typs FL Switch 1605 M12 umfassen fünf Ethernet-Ports in der spritzwassergeschützten Ausführung M12-D-codiert. Vorkonfektionierte Kabel erlauben den Vorortanschluss der Ethernet-Komponenten in der Arbeitsstation. Die Switches werden über einen M12 Power Connector versorgt, der ihnen 24VDC aus dem Grundgestell der Station zuführt. Aufgrund seiner schmalen Bauform lässt sich der Switch platzsparend einbinden und bietet gleichzeitig gut zugängliche Kabelabgänge. Dazu wird er mit lediglich zwei M6-Schrauben auf dem Schlitten befestigt. Der bei KMS Automation für die Elektrik verantwortliche Abteilungsleiter Daniel Infantone schätzt das Plug&Play-Prinzip der dezentralen IP67-Switches: "Die M12-Switches von Phoenix Contact vereinfachen die Ethernet-Anbindung unserer Komponenten. Außerdem können wir die Arbeitsstationen flexibel ankoppeln, was die Inbetriebnahme beim Endkunden beschleunigt."
Effizienz durch standardisierte Technik
Die einzelnen Arbeitsstationen einer Anlage werden entsprechend den Prozessschritten innerhalb der Fertigungslinie gemäß den Vorgaben des Endkunden geplant. Die genaue räumliche Anordnung in der Produktionshalle lässt sich meist nur bedingt festlegen. Sie muss oftmals bei der Auslieferung an die örtlichen Gegebenheiten der Halle sowie die Materialzuführung adaptiert werden. Hier erweisen sich direkt zugängliche Schnittstellen zwischen den Arbeitsstationen über M12-Steckverbinder als vorteilhaft. Durch die modulare Struktur gestalten sich darüber hinaus Anpassungen an die zu bearbeitenden Produkte, Prozessfolgen oder veränderte Losgrößen einfach. Selbst wenn KMS Automation die Anlagen nach den spezifischen Anforderungen seiner Kunden umsetzen muss, versucht das Unternehmen aus Effizienzgründen so weit wie möglich auf eine standardisierte Technik zurückzugreifen. Deshalb fokussiert sich der Maschinenbauer auf die Verwendung von Komponenten und Konzepten, die schnell und variabel genutzt und kombiniert werden können. Sowohl für die Ethernet-Vernetzung als auch den Anschluss der Sensorik und Aktorik in den Arbeitsstationen kommen vorkonfektionierte Leitungen zum Einsatz. Die Anbindung der I/O-Ebene erfolgt auf dem Tisch der Arbeitsstation über M12-Steckverbinder an Sensor/Aktorboxen SACB von Phoenix Contact. Das Grundgestell der jeweiligen Arbeitsstationen beinhaltet den benötigten Schaltschrank, sodass auf einen separaten Schrank verzichtet werden kann. Switches der Baureihe SFN von Phoenix Contact, die neben der Steuerung auf der Hutschiene installiert sind, dienen der Ankopplung des Ethernet-Netzwerks im Grundgestell.
Archivierung der Gussteildaten
Über das Ethernet-Netzwerk lassen sich Qualitätsdaten zu den mit dem Data Matrix Code gekennzeichneten Gussteilen in einer überlagerten Datenbank archivieren. Ferner wird ein außen an der Arbeitsstation angebrachtes Service-Interface zur Verfügung gestellt. Über die Schnittstelle können die Mitarbeiter die Parametrierung von Technologie-Komponenten - wie Schrauber und Dichtheitsprüfrechner - kontrollieren und bei Bedarf verändern, ohne dass die Schutzscheibe geöffnet werden muss. Das erleichtert die Inbetriebnahme und Wartung der Stationen erheblich.
Die in der Automobilindustrie verwendeten Montage- und Dichtheitsprüfanlagen von KMS Automation werden gemäß dem Wunsch des jeweiligen Anwenders aufgebaut. Ein modulares Konzept sorgt für die notwendige Flexibilität. IP67-Switches vernetzen die einzelnen Stationen innerhalb der Anlage.
Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbHDie Antriebssysteme moderner Autos sind durch Gusskomponenten mit vielfältigen Konturen gekennzeichnet. Da von den Getrieben und Motoren hohe Leistung und Effizienz verlangt wird, gestalten sich die Konstruktionsgeometrien in diesem Bereich zunehmend komplexer. Zudem müssen die Antriebssysteme im Betrieb immer größeren Arbeitsdrücken widerstehen. Damit sie während ihrer gesamten Lebensdauer einwandfrei funktionieren, kommt druckfesten Komponenten eine wesentliche Bedeutung zu. Bei der Weiterverarbeitung und Montage solcher Gussteile spielt die Sicherstellung einer einwandfreien Werkstück-Qualität somit eine besondere Rolle. Die Firma KMS Automation entwickelt und fertigt derartige Montage- und Dichtheitsprüfanlagen, die individuell auf die entsprechenden Bauteile für die Automobil- oder deren Zulieferindustrie zugeschnitten sind. Das mittelständische Unternehmen verfügt über jahrzehntelange Erfahrung im Bau präziser und produktiver kundenspezifischer Sondermaschinen, Automatisierungslösungen und Vorrichtungen. Neben den Anlagen für die automatisierte Montage und Prüfung verschiedener Baugruppen aus dem Automobilbereich zählen dazu auch Präzisionsstanzmaschinen und Ausrüstungen für die Herstellung keramischer Hybridschaltungen, Maschinen für den Montageprozess von Li-Ionen-Batterien, für Druckprozesse in der Medizintechnik und im Rapid Prototyping sowie Spannvorrichtungen zum verzugsfreien Spannen bei der Bearbeitung komplexer und fragiler Druckgussteile. Das inhabergeführte Unternehmen mit 80 Mitarbeitern sieht seine Kernkompetenzen in den Bereichen Schaltschrankbau, Elektro- und mechanische Konstruktion sowie Software-Entwicklung und setzt auf technisches Know-how für eine modulare Fertigungstechnik.
Phoenix Contact Deutschland GmbH
Dieser Artikel erschien in Industrial Communication Journal 2016 - 19.03.16.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
