Wege werden kürzer

Der Planungs- und Fertigungsprozess beeinflusst rund 40 Prozent der Gesamtkosten einer Maschine – hier gibt es Optimierungspotenzial. Wer diese Chance nutzt, kann die Herstellungskosten ohne Qualitätseinbußen senken. Produktdaten verkürzen den Weg vom Engineering bis zum Produktivbetrieb.

Bei der disziplinübergreifenden Planung, Arbeitsvorbereitung und Fertigung mechatronischer Anlagen und Produkte steigert eine hohe Durchgängigkeit die Produktivität erheblich. Hochwertige aktuelle Daten der einzelnen Bauteile im CAE-System sind Basis für eine optimale Verarbeitung. Diese Produktdaten beschreiben die zum Einsatz kommenden Komponenten vollständig in sämtlichen Ausprägungen.

Konsistente Daten – Vorraussetzung für eine diziplinübergreifende Planung – können bis hin zum Fertigungsprozess genutzt werden. Die komfortable Möglichkeit, die benötigten Produkt- und Prozessdaten durch die gesamte Wertschöpfungskette – vom Engineering zur Arbeitsvorbereitung bis in die Fertigung – zu transportieren, bietet besonders beim Sondermaschinenbau hohes Einsparpotenzial. Viele Anbieter von Komponenten stellen diese Produktdaten jedoch nicht für alle Komponenten oder in allen Ausprägungen zur Verfügung. Innovative Hersteller haben diesen Sachverhalt erkannt und bieten aktuelle Artikel- beziehungsweise Produktdaten – beispielsweise via Internet – an. Der Wettbewerbsvorteil ist hier erheblich, denn Kunden können die Durchlaufzeiten von der Planung bis in die Produktion messbar reduzieren.

Produkte mit Beschreibung

Produktdaten mit elektrotechnischer Prägung sind zum Beispiel Makros – also Funktionsübersichten – der jeweiligen Produkte. In den Makros von Interbus-Kopplern etwa sind die Anzahl der digitalen Ein- und Ausgänge, das Leitersystem, der Busanschluss, der Spannungsanschluss sowie die Adressen der Ein- und Ausgänge enthalten. Das allpolige Schaltplanmakro beschreibt detailliert Anschlussbelegungen, Leitungen und Stecker. Außerdem wird ein Montageplatten-Makro geliefert, das der räumlichen Platzierung inklusive Kollisionsprüfung dient. Durch das CAE-System werden diese Daten logisch ausgewertet, Fehler bei der Planung werden vermieden. Mit einem Klick auf das Makro gelangt man zum angeschlossenen Sensor oder Aktor, der sich manchmal an ganz anderer Stelle im Stromlaufplan befindet.

Die Stammdaten beinhalten Artikelbezeichnungen und Nummern, Verpackungseinheiten und gegebenenfalls Preisangaben, die direkt in die Projektstückliste übernommen werden. Weitere Bestandteile sind technische Angaben wie Abmessungen und Anzahl der Ein- und Ausgänge mit den entsprechenden Spannungsebenen.

Für Reihenklemmen beinhalten die Stammdaten beispielsweise den Anschlussquerschnitt, die Zahl der Anschlüsse und die Funktion. Auch dreidimensionale mechanische Daten sind Teil der Produktdaten jeder Komponente – gängig sind Formate wie STEP, IGES, DXF und DWG. Schaltkästen von Maschinen werden zunehmend dreidimensional geplant. Die Produkte werden dank automatischer Kollisionsprüfung passend platziert, und auch die Koordinaten für Anschlüsse und Beschriftungsflächen sind hinterlegt.

Einsparungen unterwegs

Die im mechanischen Planungssystem aus den Produktdaten generierten Daten für Ausschnitte, Bohrungen und Gewinde werden über spezielle NC-Schnittstellen direkt an die Fertigung – etwa an eine Fräsmaschine – übergeben. Mechanische Komponenten wie Gehäuseteile und Montageplatten können so zügig produziert werden.

Die Anschluss- und Befestigungs-Koordinaten der eingesetzten Bauteile ermöglichen es, in Verbindung mit dem virtuellen 3D-Modell der Anlage die optimalen Verlegewege für die Verdrahtung zu berechnen sowie die benötigten Aderlängen zu ermitteln. Auch die gewünschte Trennung von Last- und Steuerleitungen wird dabei berücksichtigt. Die Daten werden dann an einen Kabelkonfektionierungs-Automaten übergeben. Die Drähte werden typisiert, abgelängt und automatisch beschriftet. Die Leiterenden werden entsprechend der Vorgaben gecrimpt oder mittels Ultraschall verdichtet.

Eine eindeutige Kennzeichnung aller Komponenten einer mechatronischen Einheit erleichtert die Inbetriebnahme vor Ort sowie Wartung und Service. Eine hochwertige und gut lesbare Markierung der einzelnen mechatronischen und elektronischen Elemente und Leiter mit ausreichendem Informationsgehalt ist entscheidendes Qualitätsmerkmal. Beschriftungen enthalten zunehmend mehr Informationen – etwa Angaben über Anlage und Ort oder Quelle und Ziel auf jedem Leiter. Die Kennzeichnungstiefe im CAE-System ist daher nicht mehr begrenzt.

Betrachtet man im weiteren Verlauf der Wertschöpfungskette die Kosten für die Markierung aller Leiter und Betriebsmittel einer Maschine, so ist der hohe Zeitaufwand ursächlich für die Kosten. Häufig werden die Markierungs-Informationen in der Fertigung zusätzlich manuell eingegeben und mit aufwendig zu bedienenden Druck- oder Plottersystemen beschriftet. Auch hier liegt ein nennenswertes Einsparpotenzial, da alle zur Beschriftung erforderlichen Informationen bereits im CAE-System vorhanden sind. Die Daten werden einfach an ein Druckprogramm übergeben und direkt gedruckt. Mit dem Wegfall der manuellen Eingaben entfallen auch die Fehlerrisiken.