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Befehl zum Schweißen

03.01.2011
Netzwerk-Kommunikation in der Schweißtechnik

Die Steuerung beim Schweißen ist die zentrale Steuer- und Regeleinheit, die für einen sicheren Prozess und reproduzierbare Schweißergebnisse auch bei verfahrensbedingten Änderungen sorgt. Das setzt Kommunikationsmodule voraus, die auch über verschiedene Busnetze hinweg arbeiten.

Fronius International im oberösterreichischen Pettenbach ist einer der Technologieführer in der Schweißtechnik. Das beweisen zahlreiche Schrittmachertechnologien, die das Schweißen global geprägt haben: Die erste primärgetaktete Inverterstromquelle zum Beispiel brachte eine absolut präzise Steuerbarkeit des Schweißprozesses. Mit der Digital Revolution gelang es, die ersten vollkommen digitalen Schweißsysteme zu entwickeln.

Ein Meilenstein auch das Cold Metal Transfer (CMT)-Verfahren, bei dem die geringstmögliche Wärmeeinbringung neue Anwendungsfelder wie das Fügen von Stahl mit Aluminium ermöglichte. Ebenso revolutionär das Widerstands-Punktschweißverfahren DeltaSpot: Ein Prozessband zwischen Werkstück und Elektrode sorgte für reproduzierbare Punktschweißverbindungen. Mit Contec schaffte Fronius durch deutlich erhöhte Lebensdauer und Prozess-Stabilität den Durchbruch in der Kontaktierungstechnologie.

Bereits im vergangenen Jahrzehnt integrierte der Konzern Kommunikationsschnittstellen für industrielle Netzwerke in seine Schweißsteuerungen. Nachdem Kundenanforderungen in puncto industrieller Kommunikation immer größer wurden, suchte Fronius International einen Partner für dieses Thema. Erklärtes Ziel war es, mit wenig Aufwand möglichst viele industrielle Netzwerke für die Schweißsteuerungen zu erschließen. Der nötige Tipp kam von einem Kunden: Nach Empfehlung eines eigenen Klienten entschied sich Fronius International für Anybus-Kommunikationsschnittstellen von HMS Industrial Networks. Erstes gemeinsames Projekt war die Realisierung einer Interbus-Anschaltung mit PCP-Kanal. Über diesen Kanal werden neben den zyklischen Prozessdaten zusätzlich azyklische Daten für die Inbetriebnahme, Programmierung und Diagnose der Schweißsteuerung übertragen.

Bei dem Projekt kamen die Kommunikationsmodule Anybus-S von HMS zum Einsatz. Anybus-S-Module sind einbaufertige Busschnittstellen mit Slave-Funktion im Kreditkartenformat. Alle Module haben eine standardisierte Hard- und Software-Schnittstelle zur Schweißsteuerung, so dass die Module untereinander austauschbar sind. Die Produktfamilie Anybus-S umfasst 18 Kommunikationsmodule für verschiedene Feldbusse und Industrial-Ethernet-Varianten, etwa Profibus, DeviceNet, CC-Link, CANopen, Interbus, Profinet, EtherCAT oder EtherNet/IP. Durch die modulare Lösung konnte Fronius International in nur einem Entwicklungsschritt eine Schweißsteuerung mit Busanschaltungen für Interbus, Profibus und EtherNet/IP ausrüsten.

„Mit dem Anybus-Konzept haben wir uns für eine zukunftsfähige Lösung entschieden, wenn es darum geht, unsere Schweißsteuerungen an verschiedenste industrielle Netze zu bringen. Auch die Möglichkeit große Datenmengen zu übertragen und die überzeugende Software-Architektur sind Vorteile, die wir nicht missen möchten“, erläutert Wilhelm Ortbauer, Bereich Forschung & Entwicklung, die Entscheidung von Fronius International für die Anybus-Lösung.

Schweißsteuerung für Roboter und Handgerät

Die Schweißsteuerungen von Fronius International sind häufig Teil eines Industrieroboters. Aufgabe des Anybus-Kommunikationsmoduls ist es dabei, die Signale von Roboter- und Schweißsteuerung umzusetzen und eine Synchronisierung der beiden Systeme sicherzustellen. In der Regel werden dabei zyklische E/A-Daten ausgetauscht. Der Austausch von Parameterdaten wird von den Anybus-S-Modulen ebenfalls unterstützt.

Egal, ob Roboter- oder Handanwendung: Die Schweißsteuerung ist immer die zentrale Steuer- und Regeleinheit, die für einen sicheren Prozess und reproduzierbare Schweißergebnisse auch bei verfahrensbedingten Änderungen sorgt. Dass analoge und digitale Signale über verschiedene Busnetze übertragen werden können, dafür sorgen die Anybus-Kommunikationsmodule von HMS, die das Kommunikationsprotokoll völlig eigenständig abwickeln und so den Prozessor der Schweißsteuerung vollständig von dieser Aufgabe entlasten.

Die Integration von Schweißsystemen in ein übergeordnetes industrielles Netzwerk wie Feldbusse oder Industrial Ethernet bringen neben der reinen Kommunikation weitere Vorteile mit sich. Dazu zählen zum Beispiel flexiblere Prozess-Images, hohe EMV-Beständigkeit, weniger Verkabelungsaufwand als bei der Parallelverdrahtung und die Möglichkeit, längere Distanzen zu überwinden.

Konfigurieren statt implementieren

Kunde ist nicht gleich Kunde. Zumal, wenn man wie Fronius International in den unterschiedlichen Branchen, etwa Automobil- und Zulieferindustrie, On- und Offshore oder auch Stahl-, Apparate- und Maschinenbau aktiv ist. Die offene Software-Schnittstelle der Anybus-Module macht es Fronius International einfach, die Schweißsteuerungen an die ungleichen Anforderungen der unterschiedlichen Industriezweige anzupassen. Laut Ortbauer kommt es zum Beispiel häufig vor, dass Kunde A ein spezielles Signal an einer anderen Stelle benötigt als Kunde B.

Kundenspezifische Anpassungen, beispielsweise bei der Anordnung der Prozessdaten innerhalb des Telegrammframes, lassen sich dank des flexiblen Applikations-Interfaces schnell und unkompliziert umsetzen.

Jochen Harlacher; Wilhelm Ortbau | handling
Weitere Informationen:
http://www.handling.de/Ident-und-Kommunikationstechnik/Ident--und-Kommunikationstechnik---Buskonzepte-fuer-Schweisssteuerungen--Schweis

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