Wellenförmige Unterlegscheiben, Spiraldruckfedern, Tellerfedern... Die Liste erprobter Federn, die für eine Vielzahl von Anwendungen in Frage kommen, ist...
In vielen Industriezweigen gilt Losgröße Eins als Ideal. Angesichts einer sich immer weiter diversifizierenden Vielfalt an Nischenprodukten, Sonderanfertigungen und Spezialobjekten geht die Herstellung kleinster Chargen mit großen Wettbewerbsvorteilen einher. Um Marktanteile und Margen zu halten, zahlt sich eine Mikrosegmentierung allein schon aus Vermarktungsgründen aus. Ein neues Produktdesign schafft Aufmerksamkeit und weckt Interesse. Außerdem können individuell konfigurierbare Objektvarianten zu einer erheblichen Erweiterung des Kundenspektrums beitragen. Doch die wirtschaftlich rentable Herstellung kleinster Losgrößen wirkt sich nicht nur positiv auf Marketing und Vertrieb aus. Können Produktmengen und deren Verpackung flexibel und präzise an Nachfrage und Zielgruppe angepasst werden, wird weniger Ausschuss produziert und es entsteht weniger Abfall. Auf diese Weise lassen sich Ressourcen effizienter nutzen und die Nachhaltigkeitsbilanz wird optimiert.
Damit Maschinen und Anlagen diesen hohen Ansprüchen an Flexibilität, Präzision, Rentabilität und Effizienz bei beliebigen Losgrößen gerecht werden können, hat Schneider Electric ein neues Multi Carrier Transportsystem auf den Markt gebracht. Insbesondere auf die komplexen Anforderungen der Konsumgüterindustrie zugeschnitten, ermöglicht Lexium MC12 die Umsetzung von kompakten Maschinendesigns und kurzen Durchsatzzeiten.
Einfache Montage, schnelle Umrüstung
Beim Multi Carrier von Schneider Electric handelt es sich um ein modular aufgebautes Fördersystem für das Transportieren, Positionieren und Gruppieren von Objekten. Im Kern besteht es aus einem Track und frei aufsetzbaren Carriern. Das Schienenlayout ist frei gestaltbar und setzt sich aus Motorsegmenten zusammen, die mit ihrer Leistungselektronik ein magnetisches Feld erzeugen. Darin können die einzelnen Carrier mit einer Genauigkeit von bis zu 0,03 mm über den Track bewegt werden. Einfache steckbare Verbindungselemente stellen die Feldbus-Kommunikation sowie die Spannungsversorgung zwischen den Motorsegmenten sicher und reduzieren den Verkabelungsaufwand auf ein Minimum. Dadurch und durch den Betrieb mit 48 V Gleichstrom sind für technische Arbeiten am Multi Carrier keine speziellen elektrotechnischen Fachkenntnisse notwendig. Ober- und unterhalb der Motorsegmente werden zudem Führungsschienen angebracht, die die magnetisch aufgesetzten Carrier präzise in der Spur halten. Insgesamt lassen sich Auf- und Umbau der Anlage sehr einfach und ohne Spezialwerkzeug bewerkstelligen.
Kompakteres Maschinendesign
Mit der Multi-Carrier-Lösung ist es im Vergleich zu herkömmlichen Fördersystemen möglich, deutlich kompaktere Maschinendesigns zu realisieren. Das liegt zunächst daran, dass das Schienenlayout flexibel an die jeweiligen Gegebenheiten und Erfordernisse anpassbar ist. Mithilfe von frei kombinierbaren Geraden und 45°-Kurven kann eine Vielzahl an unterschiedlichen Track-Geometrien umgesetzt werden – zum Beispiel Kreise, Ovale, Quadrate oder Rauten. Auch offene Layouts sind möglich. Im Fall von geschlossenen Geometrien bleibt der Innenbereich zwischen den Motorsegmenten und Führungsschienen zudem frei und bietet Platz für die Installation von Prozessstationen oder Robotern. Indem diese also nicht außerhalb des Tracks angebracht werden müssen, nimmt die gesamte Anlage weniger Raum ein und bleibt kompakt.
Kompaktere Maschinendesigns, das ermöglicht die Multi-Carrier-Lösung von Schneider Electric auch dank ihrer flexiblen Funktionsweise. So können die Carrier auf den Schienen nicht nur äußerst genau sondern auch mit jeweils eigenen Geschwindigkeiten bewegt werden. Da einzelne Prozessstationen entlang eines Verpackungs- oder Fertigungsprozesses damit nicht von einheitlichen Taktzeiten abhängig sind, sondern jeweils individuell arbeiten können, lässt sich die Zahl an Bearbeitungsschritten oftmals stark reduzieren. Außerdem müssen zwischen den einzelnen Stationen weniger Pufferzonen eingeplant werden. Dank der hohen Bewegungspräzision der Carrier ist es zudem möglich, auch in den Kurven Robotereingriffe durchzuführen. Somit lässt sich die volle Länge eines Schienenlayouts für die Materialbearbeitung nutzen.
Von Planung bis Betrieb: Durchgängige Softwarelösung für die gesamte Anlage
Das Multi Carrier System Lexium MC12 ist fester Bestandteil der Automatisierungsplattform PacDrive 3 und vollständig in die IIoT-Lösungsarchitektur EcoStruxure Machine von Schneider Electric integriert. Damit ist sichergestellt, dass zwischen physischer Maschine und übergeordneter Softwareebene eine maximale Datendurchgängigkeit besteht. Innerhalb der Softwareumgebung EcoStruxure Machine Expert lassen sich Planung, Simulation, Programmierung und Inbetriebnahme einer gesamten Anlage ohne Brüche oder fehleranfällige Exports durchführen. Dazu entsteht bereits zu einer sehr frühen Phase der Entwicklung ein virtuelles Abbild der Maschine, das sowohl den Multi Carrier als auch die unterschiedlichen Prozessstationen beinhaltet – beide werden von nur einem LMC-Motion-Controller gesteuert. Anhand des dreidimensionalen Digital Twins können sämtliche Bewegungsabläufe simuliert, visualisiert und auf ihren Nutzen hin überprüft werden, noch bevor ein einziges Stück Hardware verbaut wurde. Auf diese Weise steht Maschinenherstellern verlässliches Datenmaterial zur Verfügung, um Kunden von den Mehrwerten ihrer Konstruktion in puncto Output und Flexibilität zu überzeugen. Und auch während des laufenden Betriebs einer Anlage können Anwender geplante Investitionen in Umbauten oder Erweiterungen mithilfe der Simulationsmöglichkeiten datenbasiert prüfen und absichern.
Für die Programmierung einer Anlage bietet die Simulation ebenfalls enorme Vorteile. Da der Programmcode bereits durch die Simulation im Digital Twin überprüft wird, erfolgt die Inbetriebnahme nicht nur weniger fehleranfällig, sondern auch deutlich schneller. Unterstützt wird die exakte Synchronisierung von Multi Carrier und Prozessstationen zudem von umfangreichen Softwarebibliotheken, die vorgefertigte Funktionsbausteine für bestimmte Bewegungsabläufe enthalten. Im Unterschied zu herkömmlichen Förderlösungen ist es mithilfe des flexiblen Multi-Carrier-Systems möglich, sogenannte Stationslogiken zu etablieren. Dazu werden einzelne Bearbeitungsstationen nur dann angefahren, wenn das entsprechende Fahrsignal gegeben wurde. Auch Wartepositionen können definiert werden. Ist diese Logik einmal für den Master-Carrier etabliert, lässt sie sich beliebig auf weitere Carrier übertragen. Auch weitere Carrier, die im Bedarfsfall zusätzlich aufgesetzt werden, übernehmen eigenständig und ohne Konfigurationsaufwand die Routine der anderen. Ein bestimmtes Abstandsmaß sowie eine Kollisionskontrolle sind automatisch eingerichtet.
Flexible Formatwechsel für kleine Losgrößen
Einfache Montage, modulare Bauweise, durchgängige Softwareunterstützung und unkomplizierte Programmierung machen den Multi Carrier von Schneider Electric zu einem Multitalent in Sachen Flexibilität. In vielen Anwendungsfällen scheitert die wirtschaftlich rentable Verpackung kleinster Losgrößen an der zeit- und kostenaufwendigen Umstellung etablierter Prozesse. Nicht so im Fall des Multi Carriers. Bei Formatwechseln zum Beispiel reicht es aus, wenn innerhalb der Softwareoberfläche lediglich die Parameter einer neuen Karton- oder Flaschengröße eingegeben werden. Motorsegmente sowie Carrier stellen sich dann automatisch auf das neue Format um. Somit können nicht nur mehr Formate und Produkte mit ein und derselben Maschine verarbeitet und verpackt werden, es ist auch möglich, bestimmte Umrüstarbeiten „on the fly“ zu erledigen.
Eingebettet in das Komplettsortiment für die industrielle Automatisierung von Schneider Electric, bietet sich Nutzern des Multi Carriers ein umfangreiches Sortiment an Hard- und Softwarelösungen, mit denen sich die Potenziale von Lexium MC12 noch deutlich erweitern lassen. Darunter zum Beispiel Apps und digitale Services für die mobile Inbetriebnahme, cybersicheres Remotemanagement, Condition Monitoring oder Augmented Reality-basierte Wartungsvorgänge.
Weitere Informationen zum Software-Tool EcoStruxure Automation Expert
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