Interview

Jetzt entscheidet
die Steuerungs­technik

„Zuverlässige Mechanik ist Voraussetzung, jetzt entscheidet die Steuerungstechnik über richtig gute Anlagen.“

Sebastian Biber ist Technischer Leiter Software bei der Paul Köster GmbH aus Medebach und betreut seit Jahren eine Vielzahl von Maschinen- und Anlagenprojekten. Wir sprechen mit ihm über aktuelle Entwicklungen im Bereich Montagetechnik, die Rolle der Automation und den neuen Stellenwert der Steuerungstechnik.

Automatisierung von Montagetechnik punktet mit hoher Prozesssicherheit
Automatisierung von Montagetechnik punktet mit hoher Prozesssicherheit
Automatisierung von Montagetechnik punktet mit hoher Prozesssicherheit

Montagetechnik im Wandel

Auf dem WegZur Industrie 4.0

Schlagworte wie Digitalisierung, Industrie 4.0 und IoT prägen seit vielen Jahren den Arbeitsalltag von produzierenden Unternehmen. Auch im Bereich der industriellen Montagetechnik ist der Wandel bereits in vollem Gange: Lag vor einigen Jahren noch der Fokus auf der mechanischen Qualität von Montagetechnik, stehen heute Produktionsdaten, Traceability und Prozesssicherheit im Vordergrund, wodurch die Steuerungstechnik einen neuen Stellenwert bekommt. Gleichzeitig sind manuelle Montageprozesse stark rückläufig, die Automation punktet mit ausführlichen Daten, akkurater Wiederholgenauigkeit und hoher Prozesssicherheit. Wenn Fehler in Produktionsanlagen schon erkannt werden können, bevor sie entstehen, sind wir nahe dran, an der Industrie 4.0.

INFO

1. Herr Biber, was denken Sie, wie ist der aktuelle Stand im Bereich Digitalisierung, Industrie 4.0 und IoT?
Nachdem diese Themen vor vielen Jahren fast jede Titelseite geschmückt haben, hätte ich vermutet, Faktoren wie z.B. Traceability und Datenverfügbarkeit bei Produktionsprozessen sind der neue Standard in allen unseren Maschinenprojekten. Nach meinem persönlichen Eindruck hat dies jedoch erst noch einige Jahre auf sich warten lassen. Seit ca. 4 Jahren stehen diese modernen Möglichkeiten aber nun im Fokus unserer Kundenanfragen.

2. Wie sehen diese „modernen Möglichkeiten“ konkret aus?
Konkret bedeutet das, egal ob kleine Maschine oder umfangreiche Produktionsanlage, unsere Kunden können exakt nachvollziehen, wann welches Bauteil an welcher Position innerhalb der Anlage welchen Prozessschritt durchlaufen hat – und seit einigen Jahren nun auch sehr detailliert, wie genau der Vorgang durchgeführt wurde und was die Ergebnisse sind. Beispielsweise werden Deckel nicht mehr einfach nur eingepresst, sondern es ist ersichtlich mit welcher Kraft der Deckel in welches Bauteil eingepresst wurde. So entstehen umfangreiche Daten, die Prozesssicherheit und Qualität auf ein neues Level heben und gleichzeitig helfen, mögliche Fehler noch vor der Entstehung zu vermeiden oder gewisse Fehler eben hoffentlich nur einmal zu begehen.

3. Qualität und Prozesssicherheit sind bekanntlich wichtige Faktoren. Der Gedanke, Fehler zu vermeiden noch bevor sie entstehen, klingt natürlich spannend. Wie genau ist das möglich?
Das Informationsbedürfnis der Kunden in Bezug auf die Produktionsanlagen ist enorm gestiegen, umfangreiche Daten können mittlerweile im Prozess gesammelt und visualisiert werden, das eröffnet natürlich auch völlige neue Möglichkeiten im Hinblick auf die Prozesssicherheit. So kam die Idee, nicht nur die Ergebnisse von durchgeführten Montageschritten automatisiert zu überprüfen, sondern auch intelligente Warnmechanismen in den Systemen einzuprogrammieren. Wenn das Bauteil XYZ beispielsweise innerhalb einer Anlage zum zweiten Mal in einer bestimmten Montagemaschine erkannt wird, die es nur einmal durchlaufen sollte, so erhält unser Kunde direkt eine Warnung und kann mögliche Beschädigungen vermeiden. Anhand der Daten kann er aber gleichzeitig auch herausfinden, wie dieser Fehler entstehen konnte und entsprechende Maßnahmen ergreifen. Das bedeutet für uns Transparenz im Hinblick auf die hohe Qualität der Prozesse innerhalb unserer Maschinen- und Anlagen, aber natürlich für unsere Kunden auch Sicherheit gegenüber deren Endkunden.

4. Und wie können Montageschritte automatisiert überprüft werden, normalerweise wird dieser Schritt von Mitarbeitern übernommen?
Dazu haben wir aktuell ein spannendes Projekt bei der Firma GF Casting Solutions, welche mit einer umfangreichen Anlage von uns arbeitet. Es werden Gehäuse für Antriebseinheiten aus der Elektromobilität für den Endkunden AUDI montiert und auf Dichtheit geprüft. Innerhalb der Anlage werden neben diversen Bearbeitungen und Reinigungsvorgängen viele verschiedene Montageschritte an vier unterschiedlichen Bauteiltypen durchgeführt. Unter anderem trägt ein Roboter dort Dichtmittel zwischen 2 Komponenten auf. Normalerweise können solche Vorgänge mit UV-Licht und Flächenscan geprüft werden, in diesem Fall mussten wir uns jedoch etwas Neues überlegen, denn das Dichtmittel war UV-absorbierend. Das Ergebnis ist die Überprüfung mithilfe einer 3D Kamera, welche per Messung das Volumen des aufgetragenen Dichtmittels auswertet. So wird sichergestellt, dass immer genügend Dichtmittel zwischen den Komponenten ist. Natürlich können wir gerade im Bereich Montagetechnik mit langjährigen Erfahrungen punkten, aber dieses Beispiel zeigt, durch die immer komplexer werdenden Bauteile und Komponenten müssen auch wir immer wieder innovativ agieren, das macht unsere Arbeit so abwechslungsreich.

5. Haben Sie da noch weitere spannende Beispiele?
In der genannten Anlage waren tatsächlich noch zwei weitere Montageprozesse besonders: Zum einen werden Bauteile binnen kürzester Zeit induktiv erwärmt, damit anschließend direkt Kühlringe bzw. Buchsen kraftlos montiert werden können, zum anderen übernimmt ein Roboter einen akkuraten Kleberaupenauftrag auf Deckeln, was alles andere als ein Standardprozess war.

6. Was waren dort genau die Besonderheiten?
Die induktive Erwärmung per se ist vielleicht nichts Außergewöhnliches, hier steckt der Teufel aber im Detail: Der gesamte Montageschritt muss vollautomatisiert binnen kürzester Zeit vorgenommen werden und Umfeldfaktoren wie beispielsweise die Temperatur der zu montierenden Teile und Möglichkeiten der Akklimatisierung müssen beachtet werden. Das haben wir aber problemlos gelöst und im Vergleich zum herkömmlichen Stickstoff war diese Variante in jedem Fall die ressourcenschonende Lösung. Bei dem automatisierten Kleberaupenauftrag waren hingegen die bauteilindividuellen Konturen die Herausforderung: Wie schon beschrieben werden vier unterschiedliche Bauteile in einer Anlage produziert, jedes Bauteil hat andere Deckel und benötigt daher eine angepasste Kontur. Gleichzeitig ist im Ablauf innerhalb der Anlage eine hohe Dynamik, aber das ist wieder ein anderes Thema und ausführlich in unserem Referenzprojektbericht und dem Video erläutert.

7. Vielleicht zum Abschluss noch einen kurzen Blick in die Zukunft: Wie bewerten Sie diese Entwicklungen?
Ich sehe Themen wie Automatisierung, Nachverfolgbarkeit und Big Data auch in den nächsten Jahren als Faktoren, die zukünftig über die Wettbewerbsfähigkeit unserer Kunden entscheiden werden, unabhängig vom Bereich Montagetechnik. Daher war es für uns als Maschinen- und Anlagenbauer rückblickend in jedem Fall die richtige Entscheidung, unsere Softwareabteilung stetig weiter auszubauen, um individuelle Sonderwünsche nach neuestem Stand der Technik bedienen zu können. In kaum einem anderen Segment ist es so wichtig, immer am Puls der Zeit zu sein: Steuerungssysteme, welche im letzten Jahr noch modern waren, können heute schonwieder komplett überholt sein. Meiner Meinung nach punktet Sondermaschinenbau heute nicht nur mit cleveren mechanischen Lösungen, sondern wird durch die richtige Software zum Erfolgsfaktor für unsere Kunden. Daran merkt man, wie hoch unsere Standards mittlerweile sind – da ist es kein Wunder, dass Deutschland direkt nach China und USA auf Platz 3 der umsatzstärksten Maschinenbauländer ist.

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