Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Leichtgewichtige Hardware - Automatisierungstechnik für die Automobilfertigung

10.01.2012
Die heute in Deutschland zugelassenen Pkw verbrauchen im Schnitt knapp ein Viertel weniger Kraftstoff als die Fahrzeuge vor 30 Jahren.

Der Forderung nach geringerem Spritverbrauch steht gleichzeitig die Erwartung einer hohen Fahrzeugsicherheit gegenüber. Durch Wärmebehandlung und anschließendes Pressen lässt sich bei Fahrzeugkarosserien eine geringere Masse bei höherer Stabilität der Teile erreichen. Die Automatisierung einer Presshärtelinie stellte eine anspruchsvolle Automatisierungsaufgabe dar. SEW-Eurodrive lieferte hierfür die Antriebstechnik: Servomotoren und -umrichter sowie Motion Controller.

Im Jahr 2009 nahm die BMW Group im Werk Dingolfing eine Presshärteanlage in Betrieb. Sie besteht aus einer Presshärtelinie mit einem Durchlauf-Kettenträgerofen. Dieser Glühofen erwärmt vorgeformte Karosseriebleche, die danach in einer Presse ihre endgültige Form erhalten. Sie dienen später als Verstärkung für die Längsträger und B-Säule oder den Schweller. Durch die Wärmebehandlung und das sofort anschließende Pressen wird bei höherer Stabilität der Teile eine geringere Fahrzeugmasse erzielt.

Für diesen Ofen war ein System erforderlich, das die Antriebe der Kettengänge steuert und das Handling der Warenträger koordiniert, auf denen die Bleche durch den Ofen gefördert werden. Weil die Warenträger über mehrere Kettengänge laufen, mussten deren einzelne Antriebe exakt aufeinander abgestimmt werden. Auch die Bewegung der Schleusentüren und Hubgerüste waren mit der Bewegung der Warenträger zu synchronisieren. Nicht zuletzt musste die gesamte Ablaufsteuerung in das bestehende Softwarekonzept von BMW integriert werden.

Schwartz Wärmebehandlungsanlagen aus Simmerath in der Eifel, unweit von Aachen, stellt den Durchlauf-Kettenträgerofen her. Für die Projektkoordination der gesamten Automatisierung, die Steuerungstechnik und Visualisierung sowie Anpassung der Antriebs-Basissoftware zeichnete Heinen Automation verantwortlich, die im benachbarten Monschau ansässig ist. Beim Projekt Glühofen realisierte sie die Kommunikation der unterschiedlichen Systeme über Profinet und die Anbindung an den Leitrechner. Die Unternehmen statteten die gesamte Linie mit SEW-Technik aus: Dazu gehören Servomotoren und -umrichter sowie Motion Controller. Heinen Automation hat jahrelange Erfahrungen mit der Antriebs- und Automatisierungstechnik von SEW-Eurodrive, insbesondere dem Mehrachs-Servosystem Moviaxis und dem Motion Controller Movi-PLC. Dank seines Know-hows mit dieser Antriebstechnik sowie mit Steuerungstechnik, mit Profinet-Bussystemen und der komplexen Anbindung an Leitrechnersysteme konnte Heinen bei der Auftragsvergabe punkten.

Anspruchsvolle Technologie
Grundsätzlich ist es schwierig, vorgeformte Bleche durch einen Glühofen freitaktend zu transportieren. Bei konventionellen Rollenherd-Ofenanlagen werden die Warenträger auf Keramikrollen transportiert, die sich im Inneren des Ofens befinden. Hier herrscht eine Betriebstemperatur von annähernd 1.000 Grad Celsius. Bei diesem Verfahren und Taktzeiten von minimal zwölf Sekunden ist für Ungenauigkeiten kein Platz. Bei der neuen Lösung der Firma Schwartz besteht die Innovation darin, dass der Transport außerhalb des Ofens stattfindet. Dabei stehen die Warenträger auf einem außenliegenden Kettengang, ragen in den Ofen hinein und schließen ihn nach unten hin ab. Sie sind Teil des Ofens und gehören somit zum Lieferumfang von Schwartz. An den Förderketten herrschen „nur“ etwa 60 bis 80 Grad Celsius Umgebungstemperatur. Die Beherrschung der Temperaturunterschiede, denen der Warenträger zwischen der kalten Kette und dem heißen Ofen ausgesetzt ist, ist nicht trivial.
Robuste und präzise Antriebstechnik
Der Glühofen ist als dreistöckige Konstruktion ausgeführt. Roboter positionieren die Bleche vor dem Ofen in der unteren Ebene auf den Warenträgern. Dann takten die Bleche in den Ofen ein, werden geglüht und hinter dem Ofen durch Roboter vom Warenträger entnommen und einer Presse zugeführt. Anschließend werden die leeren Warenträger eine Etage höher über eine isolierte Rückführstrecke zurücktransportiert. Die Antriebstechnik wurde mit dem Servoantriebssystem Moviaxis und dem Motion Controller MOVI-PLC von SEW-Eurodrive realisiert. Beim Durchlauf-Kettenträgerofen kommt das modulare Mehrachs-Servoverstärkersystem Moviaxis mit insgesamt 22 Servoverstärkern zum Einsatz. Sie treiben 16 Kettenantriebe, vier Schleusenschieber und zwei Hubgerüste an. Auf der Anlage sind fünf separate Sicherheitskreise installiert: für den Ofen, den Ofenein- und auslauf, die Rückführstrecke und die Rüststrecke.

Die Warenträger sind über Zähne formschlüssig mit den Ketten verbunden. Anstelle einer durchgehenden Kette setzt man 16 einzelne Kettengänge ein. Das hat den Vorteil, dass man die Warenträger vereinzeln und abschnittsweise unterschiedliche Geschwindigkeiten fahren kann. Die Warenträger müssen korrekt auf den Kettenförderern aufsitzen, damit die Werkstücke nicht springen, zumal der Ofen auch mit einer hohen Geschwindigkeit – bis zu zwei Meter/Sekunde – entladen wird. Um diese anspruchsvolle Antriebsaufgabe lösen zu können, kam mit Moviaxis ein hochwertiger Servoregler von SEW-Eurodrive zum Einsatz. Bei der Übergabe des Warenträgers an den jeweils nächsten Kettenförderer müssen die Kettenglieder immer wieder winkelsynchron ausgerichtet werden. Die Synchronisation der Ketten erfolgt durch Abgleich der Geberstellungen des Startkettenganges mit dem Zielkettengang.

Effektiver Entwurfsprozess
Bei der Programmentwicklung und Inbetriebnahme arbeiteten Heinen Automation, SEW-Eurodrive und Schwartz Wärmebehandlungsanlagen sehr intensiv zusammen. Heinen übernahm die Programmierung der SPS einschließlich der Rezepturverwaltung, der chronologischen Ereignisliste und Verbrauchserfassung und SEW programmierte die antriebsnahe Regelung in der Movi-PLC. Während die Anlagensteuerung mit der SPS für die Prozessabläufe und die Anbindung an Visualisierung zuständig ist, erfolgen die Abläufe für das Ausrichten, Positionieren und Synchronisieren im Motion Controller. Dadurch wird die SPS von den Aufgaben der Bewegungssteuerung entlastet und das Antriebsregler-Know-how in der Movi-PLC verwaltet. Ein großer Vorteil ist, dass Heinen Automation und SEW-Eurodrive hierbei zeitlich parallel arbeiten konnten. Dazu wurde eine Schnittstelle zwischen der Anlagensteuerung und der Movi-PLC definiert. Diese Vorgehensweise brachte einen spürbaren Zeitgewinn für das Gesamtprojekt. Gunthart Mau
Servoantriebssystem Moviaxis  Kennziffer 9
SEW Eurodrive, Bruchsal, Tel. 07251/75-0, Fax 75-1970,
http://www.sew-eurodrive.com

| handling
Weitere Informationen:
http://www.handling.de/Titel/Leichtgewichtige-Hardware_id_10182__dId_754810__app_510-83802_.htm

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht IPH entwickelt Prüfstand für angetriebene Tragrollen
29.11.2016 | IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH

nachricht LZH optimiert laserbasierte CFK-Nachbearbeitung für die Luftfahrtindustrie
24.11.2016 | Laser Zentrum Hannover e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie