Steuerungslösung für einen Montageautomaten mit Rundschalttisch – Sondermaschine mit vollständigem Digitalem Zwilling
Im Jahr 2023 entwickelte Rau Automatisierung für einen langjährigen Stammkunden eine komplette Steuerungs- und Automatisierungslösung für einen komplexen Montageautomaten mit Rundschalttisch. Der Kunde realisiert regelmäßig Sondermaschinen in Eigenkonstruktion und benötigte für dieses Projekt eine moderne, normgerechte und zukunftssichere Steuerungstechnik.
Aus Gründen der Vertraulichkeit wird die konkrete Produktanwendung nicht näher beschrieben.
Ausgangssituation: kundenseitige Mechanik, fehlende Automatisierungstechnik
Die mechanische Konstruktion wurde durch den Kunden erstellt. Auf Basis der gelieferten Komponentenlisten, Baugruppenzeichnungen und der vollständigen Stückliste bestand unsere Aufgabe darin, eine komplette Automatisierungslösung inklusive:
- Steuerungssystem
- Schaltschrankbau
- Profinet-Integration
- Inbetriebnahme
- Dokumentation
zu entwickeln und umzusetzen.
Projektziel & Motivation: moderne Steuerung, vollständige Integration und Digitalem Zwilling
Der Kunde benötigte eine leistungsstarke und zuverlässige Steuerungs- und Visualisierungslösung für eine hochkomplexe Montagestation. Im Fokus standen:
- ein vollständiger 3D-Konstruktion zur Integration in die Gesamtdokumentation
- reduzierter Inbetriebnahmeaufwand beim Endkunden
- intuitive Bedienung durch Klartextmeldungen, Plausibilitätsprüfungen und Prozessübersichten
- eine zukunftssichere Siemens-basierte Steuerungsplattform
- vollständig dokumentierte Sicherheitstechnik nach aktuellen Normen
Damit sollte die Maschine schnell, sicher und effizient in die Produktion integriert werden können.
Technische Besonderheiten & Anforderungen
Das Projekt umfasste eine Vielzahl komplexer Komponenten und Schnittstellen:
- Weiss Rundschalttisch inkl. Taktsteuerung
- mehrere Schwingförderer und Linearförderer
- verschiedene Montage- und Prüfstationen
- pneumatische Schraubtechnik mit Drehmomentüberwachung
- Festo CPX-AP Profinet-Ventilinseln inklusive dezentraler IO-Signalverarbeitung
- funktional sichere Steuerung aller sicherheitsrelevanten Komponenten wie
- Not-Halt
- Schutztüren
- Zustimmtaster
- sichere Achsbewegungen
Zudem war eine übersichtliche, prozessnahe Visualisierung erforderlich, die Klartext-Störmeldungen, Stationenübersichten, Prozessschritte und Einstellparameter abbildet.
Unsere Umsetzung: Steuerung, Schaltplan, Inbetriebnahme & Digitaler Zwilling
Nach Auftragserteilung erfolgte die Umsetzung in mehreren strukturierten Schritten:
-
Digitaler Zwilling & 3D-Schaltplan
Erstellung eines vollständigen, normgerechten 3D-Schaltplans in EPLAN, inklusive:
- Klemmenaufbau
- Kabelrouting
- Platzierung aller Betriebsmittel
- Profinet-Topologie
- Sicherheitsarchitektur
Dieser digitale Zwilling wurde Bestandteil der späteren CE-Dokumentation.
-
Schaltschrankbau & interne Prüfung
Fertigung eines neuen Rittal-Schaltschranks inklusive:
- vollständiger Vorverdrahtung
- Verdrahtungsprüfung
- Funktionscheck der betriebenen Baugruppen
- Beschriftung aller Einzeladern nach Kundenanforderung
-
SPS-Programmierung (Siemens S7-1500F)
Entwicklung der Softwarestruktur:
- Sicherheitslogik mit F-CPU
- Ablaufsteuerungen aller Stationen
- Profinet-Kommunikation mit Weiss, Festo, Schraubern & Sensorik
- Klartext-Störmeldungen & Plausibilitätsprüfungen
- Taktzeitoptimierung
- umfangreiche Benutzerrechteverwaltung
-
Vor-Ort-Installation & Inbetriebnahme
- vollständige Verkabelung sämtlicher Sensoren und Aktoren
- Funktionsprüfung aller Stationen
- Schraubprozess mit Drehmomentüberwachung integriert
- optimierter Produktionsablauf nach ersten Probeläufen
-
Dokumentation & Übergabe
- erweiterte Bedienoberfläche zur Einbindung in Kundendokumentation
- vollständige Steuerungsdokumentation inkl. Hardware- und Softwarebeschreibung
- Übernahmefähigkeit für CE-Konformitätsbewertung des Kunden
Die gesamte Umsetzung – inklusive Installation, Inbetriebnahme und Optimierung – konnte innerhalb von rund zwei Wochen abgeschlossen werden.
Ergebnis & Kundennutzen: effiziente, erweiterbare & voll dokumentierte Sondermaschine
Die gelieferte Lösung bietet dem Kunden zahlreiche Vorteile:
- moderne Steuerungsplattform auf Basis Siemens S7-1500F
- deutlich reduzierter Inbetriebnahmeaufwand beim Endkunden
- intuitive Visualisierung mit Klartextmeldungen und Prozessübersicht
- flexible Erweiterbarkeit durch standardisierte Profinet-Architektur
- vollständig dokumentierte Sicherheitstechnik
- vollständiger 3D-Digitaler Zwilling für die CE-Dokumentation und für die automatisierte Fertigung
- einfache Integration in nachfolgende Sondermaschinenprojekte des Kunden
Damit steht dem Kunden eine hochmoderne, performante und zukunftssichere Montagestation zur Verfügung, die sämtliche Anforderungen an Sicherheit, Bedienbarkeit und Erweiterbarkeit erfüllt.