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Steuerung So koordiniert ein Panel-PC eine Fertigungszelle mit 21 Robotern

| Autor / Redakteur: Shane Novacek* / Dipl. -Ing. Ines Stotz

In der Automobilindustrie sind Ausfallzeiten besonders kostenintensiv. Um hohe Qualität bei gleichbleibenden Kosten bieten zu können, setzt das kanadische Global Tech & Automation Center der Sodecia-Gruppe in seinen Montagelinien auf PC-basierte Steuerungstechnologie und Ethercat-Kommunikation von Beckhoff, inklusive verringertem Time-to-Market.

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Bei der hoch automatisierten Montage von BIW-Komponenten spielen Roboter die Hauptrolle: Sie verschweißen die einzelnen Stanzteile und Unterbaugruppen zur Karosserie.
Bei der hoch automatisierten Montage von BIW-Komponenten spielen Roboter die Hauptrolle: Sie verschweißen die einzelnen Stanzteile und Unterbaugruppen zur Karosserie.
(Bild: Sodecia GTAC, Kanada)

Mit 32 Produktionsstätten weltweit behauptet der portugiesische Automobilzulieferer Sodecia eine führende Position als Fahrzeughersteller und Lösungsanbieter. Die hoch automatisierten Maschinenlinien, auf denen die Teile gefertigt bzw. montiert werden, konstruiert das zur Sodecia-Gruppe gehörende Global Tech & Automation Center (GTAC) mit Unternehmenssitz im kanadischen London. „Unser Kerngeschäft sind derzeit schlüsselfertige, roboterbasierte Schweißzellen”, sagt Brent Lekx-Toniolo, Konzeptentwickler Steuerungssysteme bei Sodecia GTAC. „Das bisher größte, im Frühjahr 2015 realisierte Projekt umfasst 21 Kuka-Roboter unterschiedlicher Größe (die Baureihen KR 210, KR 30 und KR 6), die bei der Montage der Karosserie- und Fahrgestellbaugruppen (die sogenannten „Body in White“, BIW) zum Schweißen, zur Materialmanipulation und zum Dichtmittelauftrag eingesetzt werden“, erklärt Jon Bysma, Steuerungsspezialist bei Sodecia GTAC. „Zunächst werden die kleinen Stanzteile von den Robotern zu Unterbaugruppen verschweißt. Diese werden automatisch entnommen und in die folgenden Produktionsstufen übergeben, wo die Montage der verschiedenen Bauteile zum BIW erfolgt. Anschließend teilt sich der Prozess in zwei identische Fertigungslinien – was zum einen für Redundanz und zum anderen für einen höheren Produktionsdurchsatz sorgt. Verschiedene Sensoren führen umfangreiche Analysen durch, beispielsweise ob alle Halterungen korrekt an den Baugruppen angebracht sind, und senden die Daten an die Steuerung. Nach weiteren Montageschritten kommen die zwei Linien wieder zusammen und die Baugruppen werden bis zur letzten Vorrichtung transportiert.

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Fahrzeug-Montagelinie: durchgängig PC-gesteuert

Sodecia GTAC rüstet seine BIW-Montagelinien seit 2008 mit PC-basierten Steuerungen von Beckhoff aus. „Bis heute hat Sodecia GTAC 49 Fertigungslinien mit PC-basierter Steuerung von Beckhoff gebaut. Das reicht von Maschinen mit einem Roboter bis zu Linien mit mehr als 20 Knickarmrobotern, sagt Jon Bysma. Bei der aktuell realisierten Schweißzelle mit 21 Robotern ist ein Panel-PC CP6202 mit 15”-Bildschirm und Intel-Celeron-ULV-Prozessor im Einsatz. Der PC ist auch für das Erkennen von Interferenzen zwischen den Robotern zuständig und übernimmt das OEE (Overall Equipment Effectivness)-Tracking; ganz nebenbei managt er als HMI die gesamte Fehlererkennung und -anzeige und integriert alle Sicherheitsvorrichtungen der Maschine. Die Steuerung der Roboter erfolgt über die KR-C4-Controller von Kuka.

„Auf Basis der Twincat-Entwicklungsumgebung und durch den Einsatz verschiedener Softwarebibliotheken konnten wir die Programmierung der Roboterzellen erheblich verkürzen“, betont Rob Remillard, Leitender Steuerungstechniker bei Sodecia GTAC. „In Twincat können wir Codeabschnitte in einer beliebigen IEC-61131-3-Sprache entwickeln und den Code dann in mehreren Instanzen verwenden. Das ist mit anderen Plattformen nicht so einfach möglich.“

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