Halbautomatische Kabelmarkierung Wickelgüter sekundenschnell bedruckt und appliziert

Redakteur: Dipl. -Ing. Ines Stotz

Block Transformatoren-Elektronik hat sich seit seiner Gründung 1939 weltweit als Zulieferer und industrienaher Dienstleister für Wickelgüter - also Transformatoren, Drosseln, Ringkern- und Kleintrafos, Schaltnetzteile und Funk-Entstörfilter profiliert. Die Verdener setzen dabei konsequent auf komplette Produktion am Standort Deutschland. Ermöglicht wird dies durch die schnelle Weiterentwicklung aller Produktionsprozesse und eine große Fertigungstiefe.

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In der Kabelkonfektionierung müssen die Enden zahlreicher Leitungen zuverlässig und kosteneffizient gekennzeichnet werden.
In der Kabelkonfektionierung müssen die Enden zahlreicher Leitungen zuverlässig und kosteneffizient gekennzeichnet werden.
( Archiv: Vogel Business Media )

Diese Vorgehensweise ermöglicht das flexible Eingehen auf Kundenforderungen. Sonderwünsche sind sehr schnell umsetzbar, ohne störanfällige Kommunikationswege und Entscheidungshierarchien. Zusammen mit dem Entwicklungszentrum in Verden bietet Block neben großer Produktauswahl ab Lager schnelle Individualisierungen oder auch die anwendungsorientierte Neuentwicklung von Produkten. So können bereits nach drei Wochen kundenspezifische Produkte zertifiziert die Produktion verlassen.

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Trotz dieser Zentrierung auf den heimischen Standort ist Block mit Vertretungen und internationalen Niederlassungen weltweit präsent. Mit 60 Mio. Euro Umsatz und 650 Mitarbeitern sind Entwicklung, Forschung und Produktion unter einem Dach vereint. In Verden werden Kunststoffteile gegossen, Bleche gestanzt und genibbelt, Platinen bestückt, Großtransformatoren gewickelt, getestet, geprüft und im Bereich EMV auch zertifiziert.

Das Entscheidende ist der Automatisierungsgrad

Am Beispiel der Teil-Automatisierung der Kabelkennzeichnung für Wickelgüter erläutert Produktionsleiter Jörg Mindermann, zuständig für Filterfertigung und Kabelkonfektionierung, die speziellen Prozessanforderungen: „Die Kunst bei großer Produktvielfalt ist die Realisierung des richtigen Automatisierungsgrades. Wir müssen hoch flexibel in der Fertigung aller unserer Produkte sein.“

Diese Überlegung gilt insbesondere für die zeitaufwendige Kennzeichnung der Kabel. Bei Block, so Mindermann, sind voll automatisierte Inline-Prozesse mit Abläng-, Abisolier- und Prüfautomaten nicht sinnvoll, obwohl das mit dem Brady Wraptor Drucker und Applizierer möglich ist. Das Gleiche gilt für die Workflow-Vernetzung: „Das ist nur bei der Fertigung hochvolumiger Standardprodukte vertretbar und wenn keine zu großen Unterschiede im Kabelquerschnitt auftreten.“ Also bei Produkten mit sehr hoher Komplexität und möglichen Engpässen in der Anlieferung und Integration der Komponenten in den Fertigungsfluss. „Das ist hier nicht der Fall.“ Inzwischen hat die Produktion jedoch derart hohe Stückzahlen und Durchsätze erreicht, dass dieser Teilaspekt des Druckens und Applizierens automatisiert werden musste.

90 Prozent weniger Zeitaufwand für die Kennzeichnung

In der Kabelkonfektionierung müssen die Enden zahlreicher Leitungen zuverlässig und kosteneffizient gekennzeichnet werden. Vor der Einführung des Wraptor-Systems wurde das manuell gelöst, mit herkömmlichen Schiebezahlen und Klebe-Etiketten sowie zuvor maschinell bedruckten Typenschildern. Dabei waren die Etiketten oft nach kurzer Zeit nicht mehr lesbar, da die Beschriftung nicht resistent gegen den Handschweiß, Öle und Lösungsmittel war. Auch war die manuelle Kennzeichnung fehleranfällig.

Das gravierendste Problem aber war der hohe Zeitaufwand für die Kennzeichnung. Das Umkleben der Kabel allein dauerte etwa 25 Sekunden, der voraus gehende Druckvorgang ebenfalls einige Sekunden. Einschließlich Handling belief sich der Vorgang insgesamt auf mindestens eine halbe Minute. Um dies entscheidend zu verringern, war eine geeignete Automatisierungslösung gefragt.

Drucken und Applizieren der Etiketten in Einem

Auf der Hannover Messe fiel Jörg Mindermanns Blick auf den Brady Wraptor Druckapplikator - ein automatisiertes Print-and-Apply System, mit dem sich das Markieren schneller und einfacher gestaltet, indem es das Drucken und Applizieren der Etiketten in einem bedienungsfreundlichen Gerät vereint. „Wir konnten mit dem Einsatz des Gerätes den Zeitaufwand für die Kennzeichnung schließlich auf weniger als ein Zehntel reduzieren.“

Weniger Etikettengrößen

In Vorgesprächen wurden die Anforderungen an Formate und Materialien der Etiketten spezifiziert – wie UL-Zulassung und Abriebfestigkeit. Dann kam ein Testgerät in die Fertigung nach Verden. Über einen Zeitraum von zwei Wochen wurden unterschiedliche Leitungen und Kabeloberflächen getestet. Dabei verhielt sich das Brady-Standardmaterial B-427 für die zu verarbeitenden, nicht sehr glatten Kabel-Oberflächen zufriedenstellend. Das selbstklebende Vinylmaterial ist eine Kombination aus weißem Bedruckfeld und transparentem, dauerhaften Schutz-Laminat gegen Wasser, Öl und Lösungsmittel.

Die früheren acht verschiedenen Etikettengrößen konnten durch Brady jetzt auf zwei reduziert werden: eine Standardgröße für Kabeldurchmesser von 3 und 4 mm und eine Brady-Sonderanfertigung für 6 bis 12 mm. Die Höhe des bedruckbaren Bereichs lässt sich zu einer bis zu acht Mal wiederholten, allseits lesbaren Rundum-Kennzeichnung erweitern.

Einfach angelernt

Verarbeitet werden bei Block Kabel und Leitungen mit Querschnitten von 0,75 bis 16 mm². Der Schwerpunkt, von den Stückzahlen her, liegt zwischen 2,5 und 6 mm². Der Durchsatz wird mittelfristig, schätzt der Produktionsleiter, 200.000 Etiketten pro Jahr erreichen.

Das ist ein beachtliches Volumen, das von drei entsprechend eingewiesenen Mitarbeitern in einschichtiger Job-Rotation mit einem Wraptor-System ohne weiteres bewältigt wird. „Der Anlern-Prozess ist einfach und dauert nicht länger als eine halbe Stunde: Die Kabel werden eingelegt, dann löst ein Berührungsschalter den Appliziervorgang aus“, beschreibt Jörg Mindermann den Prozess.

Die Kennzeichnung besteht aus einem achtstelligen alphanumerischen String: Artikelnummer, Leitungskennzeichnung und Fertigungsnummer. Erstellt werden die Beschriftungen auf einem per USB-Kabel angeschlossenen PC, der mit der von Brady gelieferten LabelMark3 Software unter Windows läuft. Anschließend werden die fertigen Schriftbilder in den 2GB Flash-Speicher des Wraptor überspielt. Grafiken oder Logos werden derzeit nicht eingesetzt.

Der Bediener wählt für jeden Job anhand seiner Fertigungsunterlagen das passende Etikett im Touch-Screen aus. Die Position des Etiketts auf dem Kabel ist von der Entwicklungsabteilung festgelegt. Am Wraptor wird dies über einen entsprechenden mechanischen Anschlag eingestellt. Beim Einlegen des Etikettenmaterials erkennt er sämtliche Daten wie Breite, Höhe (Länge) oder Seitenränder des Etiketts. Auch entfällt das mühsame und oft teure Kalibrieren oder Längeneinmessen der Etiketten, das bei herkömmlichen Thermotransferdruckern die Regel ist. Die eingebaute Farbband-Sparfunktion reduziert den Verbrauch um bis zu 70 Prozent, insbesondere wenn ein selbstlaminierender Kabelmarkierer (kurzes Schriftfeld und langer transparenter Teil) verwendet wird.

Einfacher Materialwechsel und kurze Umrüstzeit

Einzeladern und Bündel mit Durchmessern zwischen 1,52 und 15,24 mm lassen sich ohne Werkzeugwechsel kennzeichnen bzw. bündeln. Der Materialwechsel ist sehr einfach und die Umrüstzeit daher kurz. Der Thermotransfer-Druckkopf liefert mit 300 dpi Auflösung ein scharfes Schriftbild. Die Etiketten lassen sich dicht am Kabelende platzieren, „in manchen Fällen bis zu 20 mm“, sagt Jörg Mindermann. Die Länge der zu verarbeitenden Kabelstücke liegt in der Regel zwischen 300 und 500 mm. Aktuell werden auch mehradrige Leitungen gekennzeichnet, die eine Länge von 2,50 m erreichen. Kritisch wird die Handhabung bei großen Querschnitten, wenn das Kabel schwer wird und seitlich herabhängt. Dann werden Ablagetische benötigt. Immerhin wurde eine Sonderanfertigung für einen Kunden mit 8 m Länge und einem Querschnitt von 25 mm² noch von einer Bedienperson am Wraptor ohne weiteres gehandhabt.

Anlaufprobleme nach der Aufstellung und Einweisung der Bediener gab es laut Mindermann nicht: „Die Anlage funktionierte vom ersten Tag an und läuft wie ein einfach zu bedienendes Haushaltgerät.“ Misprints, die auf die Maschine zurückzuführen wären, treten nicht auf - vor allem, weil das Gerät ohne Warteschlange arbeitet und jedes einzelne Etikett auf Anforderung ausdruckt.

Die Erstellung der Etikettendateien ist ebenfalls einfach. Über die Software ist eine automatische Datenübertragung aus Kabelplan, Datenbank oder CAD-System möglich. Auch das spart viel Zeit und erzielt hohe Datensicherheit.

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