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Das Produktkarussell dreht sich – Schaltschranklos in die Zukunft

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Sie fragen sich, wie Sie auch kleinste Stückzahlen wirtschaftlich herstellen können? In der Fabrik der Zukunft ist das kein Problem: Sie können Ihre Maschinen mobil innerhalb der Fabrikhalle verschieben, Bearbeitungsstationen aus einer Linie herausnehmen, neu positionieren und per Knopfdruck weiter produzieren. Eine Schlüsseltechnologie dafür ist die schaltschranklose Antriebstechnik mit dezentraler Intelligenz und umfassender Kommunikationsfähigkeit.

Ein Blick in den Supermarkt reicht: Aktionsverpackungen mit 20 Prozent mehr Inhalt, spezielle Varianten für Ostern, Sommer, Halloween und Weihnachten. Das Produktkarussell dreht sich immer schneller. Aber auch die Lebenszyklen von Möbeln, Elektronikprodukten und Autos werden kürzer. Gleichzeitig gewinnt der Online-Handel an Marktanteilen. Verbraucher nutzen im Netz gerne Konfiguratoren, um ihre Produkte zu individualisieren. Die Folge für Sie als Hersteller: Statt über Jahre hinweg die gleichen Produkte zu fertigen, müssen Sie vermutlich schon jetzt die Produktion teilweise mehrfach in der Woche umstellen. Und noch mehr: Es ist absehbar, dass auch das in Zukunft nicht ausreichen wird und man sich in Richtung stündlicher Umrüstungen orientieren muss.

Auf Basis zahlreicher Automatisierungsprojekte in eigenen Werken und Kundenanwendungen haben wir die Anforderungen solch variantenreicher Fertigungen analysiert und daraus eine Vision der Fabrik der Zukunft entwickelt. In ihr werden lediglich die Decke, die Wände und der Boden der Fabrikhalle unverrückbar sein. Stattdessen werden Maschinen und Bearbeitungsstationen immer wieder zu neuen Linien konfiguriert und kommunizieren drahtlos miteinander. Dieser Ansatz verlangt einen Abschied vom Schaltschrank, oder zumindest von seiner zentralen Rolle.

Auslaufmodell Schaltschrank

Das Ziel der Automation lautet: Produktionsumstellungen weitestgehend per Software, ohne manuellen Verkabelungsaufwand durchführen zu können. Bei traditionellen Automationskonzepten führen alle Kabel von den Aktoren und Sensoren in den Schaltschrank und wieder hinaus. In der Praxis ist genau das ein Flaschenhals – in der Montage, ebenso wie in der Umrüstung. Die motorintegrierten und motornahen Servoantriebe IndraDrive Mi verringern diesen Verkabelungsaufwand und benötigen keinen Platz im Schaltschrank. Sie werden mit allen notwendigen Versorgungskomponenten dezentral in die Maschine oder Bearbeitungsstation eingebaut. Bis zu 30 Servoantriebe bilden an einem Hybridkabelstrang einen Antriebsverbund für Leistung und Kommunikation. Nur der erste Antrieb hat eine externe Verbindung zu übergeordneten Steuerungen. Veränderungen ziehen damit keine Verkabelungsarbeiten am Schaltschrank nach sich.

Die motorintegrierten und motornahen Servoantriebe IndraDrive Mi.

Ausschalten, neu positionieren, einschalten und produzieren

Diese Flexibilität steht für ein breites Leistungsspektrum von 0,4 bis 11 kW zur Verfügung. Die schaltschranklosen Antriebe haben standardmäßig vier digitale, frei konfigurierbare E/A-Anschlüsse für Peripheriegeräte und Sensoren on Board. Über eine Auskopplung der Führungskommunikation können Sie weitere E/A-Module, Sensoren und Aktoren für Pneumatik oder Hydraulik einbinden. Die Automation ist damit komplett dezentral. Auch spätere Umbauten gestalten sich dadurch sehr einfach: Station ausschalten, Stecker ziehen, an neuen Platz schieben, einschalten, weiterproduzieren.

Einfache und betriebssichere Inbetriebnahme

Sie haben knappe Engineering-Ressourcen, die dementsprechend effizient eingesetzt werden müssen? Vordefinierte und vorprogrammierte Technologiefunktionen beschleunigen die Umsetzung einer Vielzahl von Aufgaben wie Kurvenscheiben oder Nockenschaltwerk. Mit der integrierten Motion Logic für Einzelachsanwendungen übernehmen die Antriebe eigenständig achsbezogene Abläufe unabhängig von der zentralen Steuerung.

Auf die Aufgaben abgestimmte Engineering-Tools vereinfachen die Integration in moderne Konzepte und sparen Ihnen Zeit. Die Drive System Software erlaubt eine schnelle und betriebssichere Inbetriebnahme, weil sie die Daten der Mechanik aus den Motorgebern der Rexroth-Motoren ausliest und direkt übernimmt. Das IndraDrive Service Tool wiederum bietet einfachen Zugriff auf Service- und Diagnosefunktionen und ermöglicht Parameterhandling sowie Updates der Software. Das betriebssystemunabhängige Werkzeug läuft auf HTML5-fähigen Browsern und nutzt den im Antrieb integrierten Webserver. Diese Architektur vereinfacht auch den Tausch von Komponenten und bietet darüber hinaus eine praxisorientierte Zugriffsverwaltung mit Gast- und Service-Rechten.

Ganz gleich in welcher Branche – die schaltschranklose Antriebstechnik sorgt für eine deutliche Kostenreduzierung und mehr Flexibilität.

Kommunikativ in verschiedensten Umgebungen

Eine weitere wesentliche Voraussetzung für die Fabrik der Zukunft ist die Fähigkeit, sich flexibel in vernetzte Umgebungen einzufügen und Informationen auszutauschen. Sie als Maschinenhersteller suchen Antriebslösungen, bei denen sie mit einer einzigen Hardware die regional und branchenspezifisch unterschiedlichen Protokolle abdecken und damit ihre gesamte Logistik, von der Bestellung bis zur Ersatzteilversorgung, vereinfachen. Dies erfüllt die schaltschranklose Antriebstechnik mit ihrer Multi-Ethernet-Schnittstelle. Sie unterstützt alle gängigen Protokolle per Software-Anwahl.

Offen für Hochsprachen-Funktionen

Die Software-Technologie Open Core Engineering von Bosch Rexroth ermöglicht es Ihnen, parallel zur SPS-Automatisierung mit Hochsprachenprogrammen direkt auf Kernfunktionen der Antriebe und der integrierten Motion Logic zuzugreifen. Mit Open Core Engineering for Drives können zukünftig neue, bislang noch nicht realisierte web- und cloudbasierte Funktionen in Hochsprachen entwickelt oder zugekauft werden. Das schließt die Verbindung vom intelligenten Servoantrieb zu server- und cloudbasierten Anwendungen. Die Hochsprachenprogrammierung eröffnet Ihnen damit völlig neue Möglichkeiten der Vernetzung. Ohne aufwendige SPS-Schnittstellen können Sie den Wertstrom vom Auftragseingang im ERP-System über die MES-Systeme, bis zum Antrieb digitalisieren.

Sind Sie bereit für neue Flexibilität?

Durch modulare Konzepte können Sie Ihre Abläufe verschlanken und Maschinen und Stationen flexibel und ohne Umbau von Schaltschränken, je nach Auftrag, in neue Linien zusammenstellen: Die Fabrik der Zukunft ist ein evolutionärer Prozess, der bereits begonnen hat. Die schaltschranklose Antriebstechnik hilft Ihnen dabei, Ihre spezifischen Anforderungen an die neue Flexibilität wirtschaftlich, intelligent und sicher zu erfüllen – schon heute.

Über den Autor:

Reinhard Mansius

 

Reinhard Mansius ist Dipl.-Ing. (FH) für Elektrotechnik. Nach seinem Studium arbeitete er zunächst als Prüffeld- und Projektingenieur in verschiedenen Unternehmen der Antriebstechnik. Seit 2002 ist er bei der Bosch Rexroth AG in Lohr am Main beschäftigt, derzeit als Produktmanager Antriebstechnik.

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