Die passende Automatisierung für modulare Maschinenkonzepte I/O-Systeme vereinfachen den Sondermaschinenbau - KEM

Die passende Automatisierung für modulare Maschinenkonzepte

I/O-Systeme vereinfachen den Sondermaschinenbau

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Standard für die Automatisierung im Maschinenbau ist heute noch immer die klassische SPS. Um Sensoren und Aktoren an die Steuerung anzubinden, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Mit den I/O-Systemen 750 und Speedway 767 von Wago lassen sich die vielen Anforderungen optimal realisieren. Dies gilt auch für den Sondermaschinenbau – hier sind modulare Lösungen gefragt.

Der Autor: Jürgen Pfeifer, Systemberater Automatisierungstechnik im Vertrieb bei Wago Kontakttechnik GmbH & Co. KG

Immer dann, wenn in der Fertigung nicht auf Standardmaschinen wie etwa CNC-Bearbeitungszentren zurückgegriffen werden kann, kommt der Sondermaschinenbau ins Spiel. Hier entstehen Maschinen, die häufig unterschiedlichste Fertigungsschritte durchführen und diese zusätzlich mit Mess- und Prüftechnik kombinieren. Typische Beispiele sind Füge- und Montageschritte beim Zusammenbau komplexer Produkte – etwa Zulieferteile für den Automobilbau. Sondermaschinen werden immer für eine spezielle Aufgabe konstruiert. Um trotzdem eine gewisse Flexibilität und Wiederverwertbarkeit solcher Maschinen zu ermöglichen, sind sie häufig in einzelne Module – so genannte Zellen – unterteilt, die jeweils einen ganz speziellen Arbeitsschritt ausführen. Zwischen den einzelnen Zellen sorgt ein Werkstücktransportsystem für einen reibungslosen und automatisierten Ablauf.
Maßgeschneiderte Automatisierungsarchitektur
Der große Vorteil eines solchen modularen Maschinenkonzepts liegt darin, dass der Sondermaschinenbauer einzelne Zellen identisch oder mit nur wenigen Änderungen in eine neue Sondermaschine übernehmen kann. Gleichzeitig profitiert auch der Maschinenbetreiber: Wird das zu fertigende Produkt geringfügig verändert, muss unter Umständen nur eine einzelne Zelle ausgetauscht werden. Der Rest der Sondermaschine kann unverändert weiterverwendet werden. Diese Vorteile bestehen jedoch nur dann, wenn auch die gesamte Automatisierungstechnik und Installation modular aufgebaut ist.
In einer typischen Anwendung koordiniert daher eine zentrale Steuerung die verschiedenen Zellen und den Werkstücktransport. Jede einzelne Zelle hat eine zusätzliche Steuerung, die sämtliche Aufgaben innerhalb der Zelle autark automatisiert. In der typischen Architektur solcher Automatisierungslösung ist jeweils eine SPS für eine Zelle zuständig. Um die Aktoren und Sensoren anzubinden, bietet sich das modulare I/O-System 750 von Wago an, bei dem ein Feldbuskoppler, etwa über Profinet, die Verbindung zur SPS herstellt. Der Feldbuskoppler bildet den Kopf eines Knotens des I/O-Systems, der dann individuell mit den einzelnen Klemmen für die Ein- und Ausgänge bestückt wird. Je nach Anforderungen kann der Anwender aus über 500 verschiedenen Klemmen wählen – damit ist für praktisch jedes Signal die passende Klemme vorhanden. Das Spektrum reicht dabei von einfachen analogen und digitalen Ein- und Ausgangsklemmen bis hin zu Klemmen für spezielle Anwendungen. Ein Beispiel hierfür ist eine Klemme für IO-Link, über die entsprechende Komponenten direkt angeschlossen werden können.
Eine typische Anwendung im Sondermaschinenbau ist zum Beispiel der Einsatz eines Greifers an einem Roboterarm in einer Maschinenzelle. Für die Ansteuerungen eines solchen Greifers sind konventionell zahlreiche Leitungen für Aktorik, Stellungsrückmeldung und Sensorik notwendig, die nur mit großem Aufwand durch einen Roboterarm geführt werden können. Im Gegensatz dazu ist bei der Ansteuerung über IO-Link nur eine einzige Leitung erforderlich. Auch für Safety-Anwendungen stellt das I/O-System passende Lösungen zur Verfügung. Im Sondermaschinenbau müssen beispielsweise Sicherheitstüren, Not-Aus-Schalter, Lichtvorhänge und andere sicherheitsrelevante Funktionen über geeignete Ein- und Ausgänge an eine Sicherheitssteuerung angebunden werden. Im I/O-System 750 sind dazu sichere digitale Eingangsklemmen vorhanden, die über Profisafe mit einer Sicherheitssteuerung kommunizieren. Dabei können herkömmliche Klemmen und sichere Klemmen für Safety-Funktionen in einem Knoten gleichzeitig betrieben werden.
Im Schaltschrank oder in der Maschine
Das I/O-System 750 zeichnet sich aber nicht nur durch die umfassende Funktionalität oder die Vielfalt der Eingangssignale aus. Das I/O-System ist kompakt und beansprucht nur wenig Platz im Schaltschrank. Da heute verstärkt elektrische Antriebstechnik im Maschinenbau zum Einsatz kommt, nimmt auch die Zahl der Komponenten im Schaltschrank weiter zu. Platz sparen ist dadurch bei fast allen Anwendungen ein wichtiges Thema. Nach der Montage der Komponenten im Schaltschrank müssen diese verdrahtet werden. Auch hier bietet das I/O-System 750 Vorteile: Dank Cage-Clamp-Technik funktioniert das Verdrahten auch bei beengten Platzverhältnissen im Schaltschrank völlig problemlos. Um die mit Federanschlusstechnik arbeitende Klemme zu öffnen, muss ein Betätigungswerkzeug in die entsprechende Öffnung gesteckt werden. Die Klemmstelle bleibt dann offen und der Leiter kann eingeführt werden. Wird das Werkzeug wieder aus der Betätigungsöffnung gezogen, schließt sich die Klemme und stellt eine sichere Kontaktierung her.
Soll die Anbindung der Sensoren und Aktoren nicht im Schaltschrank sondern direkt an der Maschine erfolgen, steht mit Speedway 767 ebenfalls ein modulares I/O-System in IP67 zur Verfügung, mit dem eine schaltschranklose Automatisierung möglich ist. Über einen Systembus werden die verschiedenen Module einfach miteinander verbunden und über einen Feldbuskoppler wiederum an die zentrale Steuerung angebunden. Diese Lösung ist für Sondermaschinenbauer besonders dann interessant, wenn Teile einer Zelle an externe Firmen vergeben werden. Typisches Beispiel hierfür ist ein Zuführgerät. Ist dieses komplett mit Speedway-Modulen ausgestattet, muss zum Anschluss an die eigentliche Zelle der Sondermaschine nur noch ein Systembuskabel sowie die Versorgung mit elektrischer Energie und eventuell mit Druckluft angeschlossen werden.
Modulare Automatisierung für die Sondermaschine
Um ein modulares Konzept im Sondermaschinenbau optimal umzusetzen, sollte auch die Automatisierung modular aufgebaut sein. Mit den I/O-Systemen 750 und Speedway 767 stehen dem Sondermaschinenbau optimale Werkzeuge zur Verfügung. Die Vielzahl der möglichen Ein- und Ausgangssignale und die Möglichkeit Standard-Eingänge und sicherheitsrelevante Eingänge in einem System zu kombinieren bietet dem Anlagenbauer eine hohe Flexibilität. ge

Kontakt

40318691

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Wago Kontakttechnik GmbH & Co. KG
Minden
Tel. +49571 8870
Weitere Informationen über das IP67-System Speedway:
http://t1p.de/2gfo
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