Kleinsteuerungen für modulares Transfersystem in der Batteriefertigung

Fördersystem dezentral und autark gesteuert

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Selbstangetriebene e-Carts optimieren die Montage- und Testverkettung eines Automobilherstellers. Der Ablauf der einzelnen Module wird dabei dezentral von Kleinsteuerungen von Turck geregelt.

Eine wartungsfreie Schiene und intelligente, angetriebene Laufwagen – gebündelt mit dezentral standardisiert gesteuerten Systemkomponenten – sorgen im elektrischen Cart-System von Krups Fördersysteme für eine flexible Montageautomation. Die einzelnen Module der Strecke werden von Turcks TBEN-L-PLCs autark gesteuert. Die multibusfähigen IP67-Kleinsteuerungen ermöglichen standardisierte und optimierte Steuerungsabläufe der einzelnen Komponenten. So können Anwender Verdrahtungs- und Inbetriebnahmezeit reduzieren und das System leicht erweitern.

Bei dem e-Cart-System sind aktiv bestromte, intelligente Werkstückträger realisierbar, die Teile drehen, heben, klemmen oder neigen können. Das e-Cart-Fördersystem ist im Vergleich zum verschleißintensiven Rollenfördersystem, bei dem der Antrieb in der Strecke sitzt, komplett wartungsfrei.

Wagen verfügen über eine Eigendiagnose

Philipp Krups, Firmenchef in zweiter Generation: „Die ganze Technik und Elektrik befindet sich nun in den Fahrwagen, den sogenannten e-Carts. Diese elektrisch angetriebenen Wagen verfügen über eine Eigendiagnose und können im Bedarfsfall vorbeugend zur Wartung ausgeschleust werden.“

Das System hat Krups unter dem Namen Logo!Mat e-Cart eingeführt. Es besteht aus wenigen Modulen: Drehmodule, Quershuttle, Stopper und Indexierer. Diese Einheiten werden individuell zu einem Layout zusammengestellt und vor Ort an die Anlagensteuerung angebunden.

Im Idealfall steuert sich jedes Modul autark und kommuniziert lediglich über eine Busverbindung mit der Hauptanlagensteuerung. Das Modul macht damit, was seine Aufgabe ist: Drehen, Querverschieben, Verkehrsüberwachung und Zurückmelden des Modulstatus. Die darüber sitzende Anlagensteuerung kontrolliert den gesamten Fluss, die eigentlichen Bewegungsabläufe und die Bedingungsüberwachung übernimmt jede Steuerung am Modul.

IP67-Steuerung zunächst im Eigenbau

Dafür suchte Krups schon vor zehn Jahren nach autarken Kleinsteuerungen mit IP67, die direkt im Feld an den Modulen montierbar sind. „Da gab es aber nichts auf dem Markt“, berichtet Christian Mies, Steuerungsentwickler bei Krups. Also hat sich Krups zunächst selbst geholfen: „Wir hatten eine eigene Steuerung auf eine Platine aufbauen lassen, alle M12-Stecker angebracht und alles in ein Gehäuse gesetzt. Das waren sehr große Kisten, relativ aufwendig in der Herstellung. Das klappte zwar, aber es war umständlich“, erklärt Senior-Chef Peter Krups den Weg zur hauseigenen Modulsteuerung.

Seit Turck seine Kleinsteuerung TBEN-L-PLC auf den Markt brachte, kann sich Krups den aufwändigen Eigenbau sparen. Krups setzt die IP67-Steuerung heute in vielen Maschinenmodellen ein – nicht nur im e-Cart-System. Die Steuerung für jedes Fördertechnik-Element wurde mit Codesys geschrieben. Die Kommunikation zu Antrieben oder Ventilinseln und anderen Komponenten des Moduls läuft über eine Busschnittstelle, die Kommunikation zur Hauptsteuerung der Gesamtanlage meist über Profinet.

System wird eingesetzt in der Batteriefertigung

Das System wird bei einem Automobilhersteller in der Batteriefertigung eingesetzt. Mit 130 selbstangetriebenen Fahrträgern auf einem Kilometer Förderstrecke hat die Anlage das Stadium der Kleinserienfertigung bereits hinter sich gelassen. Auf der Strecke wurden 70 Drehtische und rund 140 Stopper verbaut. 10 Stopper nutzen eine TBEN-L-PLC gemeinsam als Gateway zur Hauptsteuerung. Dadurch reduziert sich die Busteilnehmeranzahl für den Anwender deutlich.

Zur Richtungsänderung werden die Wagen von Querverschiebe-Einheiten auf parallele Bahnen gelenkt oder über Drehtische in ihrer Bewegungsrichtung geändert. An den Stoppern befinden sich NFC-Einheiten, um Daten über die Kleinsteuerung zwischen der Hauptsteuerung und den Carts auszutauschen. So lassen sich Wagen, abhängig von ihrem Zustand oder anliegenden Warnmeldungen, frühzeitig ausschleusen. Ein weiterer Vorteil: Wenn die Wagen warten, verbrauchen sie keinen Strom – im Unterschied zu klassischen Rollenfördersystemen, bei denen die Antriebe in der Regel durchlaufen.

Die Sensorik und Aktorik der einzelnen Module ist direkt an die TBEN-L-PLC angebunden. Die Blocksteuerung stellt auf vier Buchsen acht universelle Kanäle zur Verfügung, die sich selbsttätig auf die benötigte Konfiguration als Ein- oder Ausgang einstellen. Wenn weitere I/Os benötigt werden, erweitert Krups mit den I/O-Modulen BL compact über den CAN-Bus-Anschluss die Zahl der benötigten Signale. Die BL-compact-Module sind ebenfalls in IP67 ausgelegt und werden direkt an den Einheiten montiert.

Hans Turck GmbH & Co. KG

www.turck.de



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