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Vakuumkomponenten Vakuum-Erzeuger mit I/O-Link optimieren den Produktionsprozess

| Redakteur: Jan Vollmuth

So interessant die Debatte um die vielzitierte Industrie 4.0 ist, so schwer tun sich Unternehmen mit konkreten Anwendungen. Das Unternehmen J. Schmalz aus Glatten zeigt an einem Beispiel aus der Automobilindustrie, wie der Brückenschlag von der Theorie zur Praxis gelingt.

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Intelligente Vakuum-Erzeuger: Die Kompaktejektoren SXPi-PC und SXMPi-PC der Baureihe X-Pump von Schmalz sind mit Funktionen zur Energie- und Prozesskontrolle ausgestattet.
Intelligente Vakuum-Erzeuger: Die Kompaktejektoren SXPi-PC und SXMPi-PC der Baureihe X-Pump von Schmalz sind mit Funktionen zur Energie- und Prozesskontrolle ausgestattet.
(Bild: Schmalz)

Die IO-Link fähigen Vakuum-Erzeuger von Schmalz arbeiten mit einer intelligenten Energie- und Prozesskontrolle – das macht die automatisierte Handhabung von Blechteilen mit Saugspinnen deutlich effizienter. Denn die Vakuum-Erzeuger übernehmen umfassende Aufgaben bei der Konfiguration, Optimierung und Wartung des Handlingsystems.

Es ist eine Situation, die den Verantwortlichen im Presswerk die Schweißperlen auf die Stirn treibt: Bei der Blechteile-Serienproduktion ist eine Saugspinne, ein sogenanntes Tooling, zur automatisierten Handhabung der Bleche ausgefallen. Die Pressenlinie steht – und die Fehlersuche beginnt. Wo im System der Fehler genau aufgetreten ist und warum, ist zunächst nicht bekannt. Sicher ist nur: Je länger die Linie steht, desto höher die Kosten.

Optimierte Konfiguration

Solche Situationen lassen sich allerdings schon bei der Konfiguration des Systems vermeiden. Die Saugspinnen werden bisher im Werkzeugbau nach Vorgabe der Konstrukteure montiert und eingestellt, sie bestehen aus Aluminium-Profilen, Stahlrohren, Befestigungselementen und allen notwendigen Vakuum-Komponenten wie Vakuum-Erzeugern, Saugern, Ventilen sowie Schalt- und Überwachungselementen.

Bei der Konfiguration und anschließenden Prüfung des Toolings musste sich der Werkzeugbauer bisher auf sein Gehör und seine Augen verlassen: Das Ventilschaltverhalten des Ejektors gab beispielsweise Aufschluss darüber, ob das Gesamtsystem dicht war oder nicht. Musste ein Tooling innerhalb eines definierten Zeitraums nicht unverhältnismäßig häufig nachregeln, gab der Werkzeugbauer die Saugspinne für die Produktion frei. Wichtige Leistungsdaten wie die Evakuierungszeit fanden bei der Prüfung und Freigabe des Toolings bisher keine Berücksichtigung – wenn diese Daten allerdings fehlen, ist ein sicherer Betrieb nicht gewährleistet. Weil ein Großteil der Prüfung visuell und auditiv erfolgt, lassen sich durchgehend einheitliche Bewertungsmaßstäbe bei der Prüfung eines Toolings kaum definieren. Gefragt ist die Erfahrung des Mitarbeiters. Wechselt die Schicht, dann ändern sich gegebenenfalls auch die Bewertungsmaßstäbe. Oft gehen Toolings in die Produktion, deren Qualität nicht ausreicht: Die Produktion kann nicht starten.

Funktionen zur Energie- und Prozesskontrolle

Die intelligenten Kompaktejektoren SXPi-PC und SXMPi-PC der Baureihe X-Pump von Schmalz sind deshalb mit Funktionen zur Energie- und Prozesskontrolle ausgestattet. Beim Aufbau des Toolings teilt der Werkzeugbauer dem Ejektor den maximalen Vakuumwert mit, um beispielsweise sehr dünne Bleche nicht zu beschädigen. Gleichzeitig erhält der Ejektor einen minimalen Vakuumwert für einen sicheren Transport des Werkstücks. Die Konfiguration des Toolings erfolgt anschließend durch den Ejektor selbst. Er misst und gibt alle relevanten Werte aus, die für die Beurteilung der Tooling-Güte notwendig sind – beispielsweise den Leckagewert. Der Anwender kann danach zum Beispiel Rückschlüsse auf die Dichtheit des Toolings ziehen und bei Bedarf noch vor Produktionsstart nachjustieren. Auch der Energieverbrauch des Ejektors wird noch vor Produktionsstart ermittelt und in der Anlagensteuerung als optimaler Wert hinterlegt.

Anschließend geht die Saugspinne in Betrieb. Aufgrund der im Werkzeugbau ermittelten Werte kann die Energie- und Prozesskontrolle nun den Zustand des Toolings zuverlässig überwachen. Das erlaubt Rückschlüsse auf Manipulationen, Leckagen oder Verschleiß – das System optimiert sich während des Produktionsprozesses gewissermaßen selbst. Stellt sich eine Undichtigkeit im System ein, wird diese am Ejektor und an der Anlagensteuerung angezeigt. Auch wenn ein Ejektor einen unverhältnismäßig hohen Energieverbrauch feststellt, kann der Anlagenbetreiber unmittelbar eingreifen. Die Werte sämtlicher Ejektoren hat er auf der zentralen Anlagensteuerung immer im Blick. So lassen sich beispielsweise Sensor-Schaltpunkte aus der Ferne paramatrieren, ohne dass der Bediener am Ejektor vor Ort sein muss.

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