19. Juli 2023
Vom Erstkontakt zur Serie – 5. Teil: Das Anlagenprototyping
Im fünften Teil unserer Reihe „Vom Erstkontakt zur Serie“ erfahren Sie mehr über den hohen Stellenwert des Anlagenprototypings im Rahmen eines Produktzyklus.
Die ersten vier Teile der Reihe finden Sie hier:
1. Angebotsphase
2. Projektmanagement
3. Konstruktion
4. Qualitätsvorausplanung & Messtechnik
Für das Anlagenprototyping greift Promotech häufig auf die Expertise von Thomas Benninger – Bruder des Promotech-Geschäftsführers Michael Benninger – und dem von ihm geleiteten Automatisierungs-Spezialisten Autolab in Graz zurück.
Das Anlagenprototyping legt den Grundstein!
Am Beginn des Anlagenprototypings kennt man lediglich eine Palette an Anforderungen an die fertige Produktionsanlage:
- Vorgegebene Mindestzykluszeit
- Zugänglichkeit
- Notwendige Maschinensicherheit
- Zeichnungstoleranzen des Artikels
- Vorgeschriebene Prüfmerkmale
- Artikelvielfalt
- Anforderung an die Visualisierung
- Bedienbarkeit
- Datenschnittstellen
- u.v.m.
Abstimmung aller Beteiligten
Zunächst müssen alle Beteiligten ins Boot geholt werden. Alle Anforderungen an einen Produktionsprozess finden Berücksichtigung. Man kann als Techniker die perfekte Anlage am Papier zeichnen, ob man damit über Jahre zufriedenstellend arbeiten kann, steht jedoch auf einem ganz anderen Blatt. Deshalb versuchen wir im Automations-Engineering das gesammelte Anwenderwissen aus jahrzehntelanger Produktionserfahrung von Promotech im Gespräch mit allen Beteiligten zu bündeln.
Um praxisferne Lösungen zu vermeiden, werden mit Anwendungstechnikern im Unternehmen mögliche reale Schwierigkeiten erörtert. Unsere Aufgabe besteht im Entwickeln von Lösungen, welche den täglichen Einsatz an der Maschine erleichtern.
Beispiel Parksensoren
Bei der Prüfauslegung kann man einer Zeichnungsableitung die Toleranzen entnehmen. Ein wenige Zentimeter großer Parksensor weist beispielsweise hunderte Bemaßungen auf. Die Erfahrung aus -zig Millionen ausgelieferten Parksensoren fließt in das Gespräch mit unseren Spezialisten aus Projektleitung, Qualität und Anwendungstechnik, um zielgenau zu erfahren, wo die Problemstellen bezüglich Überspritzungen, Grate etc. sind.
Technische Anforderungen für Prüfsysteme
Dieses Wissen lässt sich passgenau in technische Anforderungen gießen, mit deren Hilfe das Konzept für die Prüfsysteme erarbeitet werden kann. Kleine Details haben enormen Einfluss auf die Verlässlichkeit eines Prüfsystems. So können beispielsweise minimale Abweichungen in der Prägung eines Kontaktes einen großen Effekt auf das Endergebnis der Prüfung haben.
Prototyp vs. Wiederholung
Die mechanischen Schwierigkeiten ergeben sich meist durch die schiere Anzahl an Wiederholungen. So ist es einfach, ein Teil mittels Roboter zu greifen und von A nach B zu transportieren. Dasselbe Teil jedoch zielgenau alle 2 Sekunden über 10 Millionen Mal im Jahr von A nach B zu befördern, ist eine große Herausforderung. Jahrelange Erfahrung im Praxiseinsatz bringt uns auch in der Greifertechnik einen enormen Entwicklungsvorteil.
Technische Umsetzung
Es folgt die konkrete technische Auslegung. In planerischen Optimierungsschritten wird beispielsweise berücksichtigt, welche Kräfte auf den Greifer wirken. Das geschieht mittels:
- Simulation mittels Finite-Elemente Methoden
- Topologie-Optimierung
Das heißt: Wo kann man Material am Greifer wegnehmen, um nahezu gleich große Kräfte auszuhalten, jedoch Gewicht einzusparen. Die mechanische Konstruktion gibt auch die wirkenden Kräfte von Achssystemen weiter, damit man in der Elektroplanung geeignete Motoren auswählen kann.
Effektivität ist Trumpf
Passende Motoren auszuwählen, bedeutet in unserem Fall nicht einfach den größtmöglichen zu nehmen, sondern jenen, welcher ausreichend stark ist, um alle Anforderungen zu erfüllen. Gleiches gilt für alle Aktoren. So werden nicht einfach die teuersten Komponenten gewählt, sondern jene mit dem besten Preis-Nutzen-Verhältnis.
Auf Hardware folgt Software
Die Softwareentwicklung haucht der Anlage Leben ein. So setzen wir mittlerweile auf eine vollständig modulare und objektorientierte Programmierung auf Basis von PC-basierten Systemen. Alle entwickelten Funktionen kommen in die zentral und vollständig verwaltete AutoLabLibrary. So wird nichts zweimal gemacht, um in Zukunft maximale Kosteneffizienz bieten zu können.
Jede Softwareänderung wird protokolliert und versionsverwaltet. Bei der Auslegung der optischen Prüfsysteme wird zuerst berechnet, mit welchen Kameras die Anforderungen überhaupt technisch umsetzbar sind. Danach wird das richtige Equipment in enger Abstimmung mit den Hardware-Herstellern ausgewählt. Hierbei ist das oberste Ziel immer das beste Kosten-Nutzen-Verhältnis.
Innovationskraft ist Pflicht
Ständige Innovation ist hier unerlässlich. So werden 2023 bereits eigens entwickelte Deep Learning Applikationen im Einsatz sein. Darüber hinaus wird das Thema 3D-Vermessungen eine immer größere Rolle spielen. Aus technischer Sicht sind hier sicherlich Kreativität und Mut zu Neuem die wichtigsten Voraussetzungen.
Finalisierung
Schlussendlich wird die Anlage in Betrieb genommen. Im Team gelingt es dann, Planung und Realität in Einklang zu bringen. Am Ende läuft die Maschine scheinbar wie von Zauberhand und spuckt nahezu im Sekundentakt neue Teile aus. Monatelange Planungen gipfeln in einem perfekten „Uhrwerk“.
Jetzt Ihre Fragen zum Anlagenprototyping bei Promotech stellen!