Das Institut für Produktionstechnik im KIT widmet sich der anwendungsnahen Forschung und Lehre der Produktion von morgen: vom globalen, resilienten Netzwerk über die atmende Fabrik mit höchst produktiven Fertigungsverfahren und innovativen Geschäftsmodellen bis hin zur Qualitätssicherung. Konkret werden praxistaugliche Werkzeuge für die Industrie entwickelt und so in unternehmerischen Erfolg transformiert.

Die BENTELER Unternehmensgruppe produziert weltweit als Metall-Prozess-Spezialist sicherheitsrelevante Produkte, Systeme und Dienstleistungen für die Bereiche Automobiltechnik, Energie und Maschinenbau.

BENTELER Automotive ist ein Entwicklungspartner führender Automobilhersteller. Mit 19.000 Mitarbeitern und rund 70 Werken in über 20 Ländern erarbeitet die Division maßgeschneiderte Lösungen: Komponenten und Module für Fahrwerk, Karosserie, Motor- und Abgassysteme sowie innovative Lösungen für Elektrofahrzeuge.

Automatisierte Montage und Verschweißung einer PKW-Achse aus Blechteilen

Im Rahmen des vom BMBF geförderten Forschungsprojekts MoSyS sollte eine Montagelinie von BENTELER Automotive abgebildet und analysiert werden. Es handelt sich hierbei um die Montage einer PKW-Achse, die aus Blechteilen gefügt wird. Die Fertigung der Blechteile, also das Pressen und Stanzen, wird hier in einem ersten Schritt zunächst nicht betrachtet, der Fokus liegt allein auf der Montage und Verschweißung der Blechteile.

Die exemplarische Montagelinie besteht aus fünf Schweißzellen und einer Zelle für Laserschneiden. Die Zellen sind durch Handlingsroboter verkettet, außerdem gehören noch die Bereitstellung der Blechteile und die Entnahme des Endprodukts zur Anlage.

In jeder Schweißzelle wird eine unterschiedliche Anzahl von Blechteilen zu einer übergeordneten Baugruppe assembliert. Das jeweilige Zwischenprodukt wird an die nachfolgende Zelle weitergegeben und dann mit weiteren Bauteilen zu einem neuen Zwischenprodukt verschweißt. Mithilfe von Drehtischen finden die Bearbeitung und die Be- und Entladung teilweise parallel statt.

Eine manuelle Planung von solchen Montagelinien reicht nicht aus

Bei der Planung einer solchen Montagelinie müssen zahlreiche Anforderungen beachtet werden. Die Drehtische und Handlingsroboter müssen so angeordnet werden, dass optimale Erreichbarkeit gesichert ist, dass die Wege und damit die Taktzeiten möglichst kurz sind, und dass in allen Fällen Kollisionen vermieden werden. Außerdem müssen die Abläufe so abgestimmt werden, dass die Bearbeitung und das Be- und Entladen teilweise parallel durchgeführt werden können. Und schließlich müssen auch noch die problemlose Versorgung der Anlage mit Blechteilen sowie die Entnahme des Endprodukts sichergestellt werden.

In der Vergangenheit wurden solche Montagelinien manuell bzw. mit Unterstützung durch Excel-Tabellen geplant. Damit können aber solch komplexe Produktionssysteme nicht in kurzer Zeit angepasst werden, außerdem fehlt eine realitätsgetreue Abbildung der Anlage und ihrer Prozesse.

Um eine bessere Planung von Produktionssystemen zu ermöglichen und um die Time-To-Market zu reduzieren, ist es notwendig, moderne Systeme der Fabrikplanung und -simulation zu nutzen. Das Institut für Produktionstechnik hat sich hier für Visual Components entschieden.

Professionelle Software für Fabrikplanung und -simulation

Wir bei Visual Components sind stolz darauf, als einer der weltweit führenden Anbieter von 3D-Fabrikplanungs- und Simulationslösungen anerkannt zu sein. Unsere Software enthält eine umfangreiche Bibliothek mit vordefinierten Fabrikkomponenten, die es Planer/innen ermöglicht, Produktionsanlagen effizient zu entwerfen, zu planen und zu simulieren. Die Anwender können digitale Zwillinge von einzelnen Maschinen und Produktionslinien bis hin zu ganzen Fabriken erstellen. Diese digitalen Zwillinge sind unverzichtbare Werkzeuge, die eine sorgfältige Planung erleichtern, Produktionsprozesse optimieren und eine virtuelle Inbetriebnahme ermöglichen, damit unsere Kunden gut auf die reale Umsetzung vorbereitet sind.

Von Espoo, Finnland, aus sind unsere Lösungen weltweit im Einsatz und werden in den verschiedensten Branchen genutzt, z. B. in der Maschinenbau-, Automobil-, Verpackungs- und Logistikbranche. Unsere Software ist in verschiedenen Versionen erhältlich, die sich nicht nur an Großunternehmen, sondern auch an kleinere Betriebe richten, und kann sowohl gekauft als auch gemietet werden. Dank dieser Flexibilität können Unternehmen aller Größenordnungen unsere fortschrittlichen Simulationsfunktionen nutzen.

Darüber hinaus bieten wir besonders attraktive Konditionen für Bildungseinrichtungen, um die nächste Generation von Ingenieur/innen und Industriefachleuten dabei zu unterstützen, praktische Erfahrungen mit branchenführender Simulationstechnologie zu sammeln.

Zahlreiche CAD-Schnittstellen und eine umfangreiche Bibliothek von Fabrikkomponenten

Die Modelle der zu verschweißenden Bauteile können in nativem CAD-Format oder als JT- oder STEP-Dateien in Visual Components eingelesen werden. Die Daten zahlreicher Roboter unterschiedlicher Hersteller, zusammen mit detaillierter Kinematik, sind bereits in der Bibliothek, dem eCatalog von Visual Components, hinterlegt. Außerdem enthält dieser eCatalog über 3.000 vordefinierte Komponenten wie z. B. Maschinen, Förderanlagen und Regale, die man direkt zur Erstellung von Fabrikmodellen nutzen kann. Falls eine Komponente nicht im eCatalog vorhanden ist, wie z. B. ein spezieller Robotergreifer, so kann dieser einfach in Visual Components modelliert, mit kinematischen Eigenschaften versehen und dann von jedem beliebigen Roboter benutzt werden.

Visual Components kann die Komponenten und Prozesse sehr genau abbilden, mit sämtlichen Nuancen. BENTELER Automotive war begeistert von den vielen Möglichkeiten, die Visual Components für die Planung bietet.

Herr Louis Schäfer, M.Sc., akademischer Mitarbeiter am Institut für Produktionstechnik

Die Stationen sind so modelliert, dass sie beliebig per Drag-and-Drop verkettet werden können

Sämtliche Stationen der Schweißanlage wurden in Visual Components erstellt. Dank ihres modularen Aufbaus werden zukünftige Umplanungen erleichtert, denn neue Konzepte der Anlage können über Simulationsstudien einfach und schnell validiert werden. Auch kann man das Modell in einen digitalen Zwilling überführen, wenn das reale System aufgebaut wurde. Ein solcher digitaler Zwilling verhält sich exakt so wie die reale Anlage. Ein digitaler Zwilling spart viel Zeit und Kosten in Entwicklung, Optimierung und Inbetriebnahme.

Validierung von Roboterprogrammen in Bezug auf Erreichbarkeit und Achswerte

Laut Herrn Schäfer beabsichtigt das Institut für Produktionstechnik, Visual Components auch für die Validierung von Roboterprogrammen in Bezug auf Erreichbarkeit und Achswerte einzusetzen, denn durch die Modularisierung in Kombination mit dem eCatalog von Visual Components können neue Produktionslinien in kurzer Zeit genau abgebildet werden. Auch weitere Problemstellungen sollen über Simulation gelöst werden, z.B. die Identifizierung von Bottlenecks oder die Feststellung von Unterschieden zwischen automatischem und manuellem Handling. Man denkt auch über einen digitalen Zwilling nach, also die Integration von Realdaten der Anlage in das Modell.

Zusammenfassend stellt Herr Schäfer fest, dass Visual Components ein enormes Potenzial für verschiedenste simulationsbezogene Anwendungsfelder bietet. Das sehr benutzerfreundliche Programm erlaubt einen tiefen Einstieg, da man sehr komplexe Sachverhalte genau darstellen kann. Außerdem macht ihm die Arbeit mit Visual Components sehr viel Spaß. Er fand auch das Anwender-Forum unglaublich hilfreich, denn im Fall von Fragen werden von der großen Anwender-Community rasch hilfreiche Lösungen vorgeschlagen.

Über Visual Components

Visual Components wurde von einem Team von Simulationsexperten/Innen gegründet und ist mit über 20 Jahren Erfahrung einer der Pioniere der 3D-Fertigungssimulation. Das Unternehmen ist ein zuverlässiger Technologiepartner für eine Reihe führender Marken und bietet Maschinenbauunternehmen, Systemintegratoren und Produktionsbetrieben eine einfache, schnelle und kostengünstige Lösung für die Planung und Simulation von Produktionsprozessen und die Roboter-Offline-Programmierung (OLP) für eine schnelle, präzise und fehlerfreie Programmierung von Industrierobotern.

Möchtest du mehr über die Vorteile unserer Lösungen für dein Unternehmen erfahren? Nimm doch gerne Kontakt mit uns auf!

The post BENTELER Anwenderbericht: Die Entwicklung der Fertigungstechnik von morgen appeared first on Visual Components.

NIMAK – der Erfinder der Roboterschweißzange

Die Firma NIMAK GmbH aus Wissen/Sieg – der Erfinder der Roboterschweißzange – ist ein führender Hersteller aus dem Bereich der industriellen Fügetechnik. Neben Schweißzangen und Anlagen für das Punktschweißen und das Rollennahtschweißen stellt das Unternehmen auch Maschinen für das Buckelschweißen her. Beim Buckelschweißen besitzt eines der zu verbindenden Bauteile Erhöhungen, sog. Schweißbuckel. Nur diese Buckel liegen auf dem anderen Bauteil auf und bilden dadurch elektrische Kontakte. Während des Stromflusses schmilzt der Buckel teilweise auf und verbindet sich mit dem anderen Bauteil; so werden z. B. Schraubmuttern auf Blechen angebracht.

NIMAK bietet auch leistungsstarke Komplettanlagen fürs automatisierte Kleben und Dosieren, denn immer häufiger kommen in der Industrie auch Klebeverbindungen zum Einsatz; sie bieten gerade beim Leichtbau ganz neue Möglichkeiten, weil unterschiedliche Materialien zuverlässig verbunden werden können.

Entwicklung von Anlagenkonzepten mit Visual Components

Die Firma NIMAK GmbH ist mit ihren ca. 430 Mitarbeitern weltweit aktiv. Die Kunden kommen aus den Bereichen Automotive, Konsumgüter, Luft- und Raumfahrt und Metallverarbeitung. Der technische Vertrieb im Bereich Automation hat die Aufgabe, Kundenanfragen zu bearbeiten, zusammen mit der Konstruktion Anlagenkonzepte zu entwickeln und ausführliche und überzeugende Angebote für die Kunden zu erstellen.  

Für diese vielfältigen Aufgaben wird die Software des finnischen Lösungsanbieters Visual Components eingesetzt. Mit dieser Lösung für die 3D-Fabriksimulation können vollständige Fertigungssysteme konzipiert und optimiert werden; auch eine Offline-Programmierung von Robotern kann vorgenommen werden. Die Software simuliert den gesamten Fertigungsablauf, von einzelnen Maschinen wie von komplexen Anlagen. Mit der Simulation können Produktionsabläufe optimiert werden, z. B. können Taktzeiten berechnet und minimiert werden, und es können Fragestellungen wie die Erreichbarkeit durch Roboter und die Vermeidung von Kollisionen geklärt werden.

3D-Simulationen helfen NIMAK, sich positiv vom Wettbewerb abzuheben

Michael Hintz arbeitet im technischen Vertrieb von NIMAK: „Ich nutze jeden Tag die Software Visual Components, um Konzepte für Automationsanlagen zu entwickeln. Unsere Kunden bekommen so in kürzester Zeit ein detailliertes Konzept in 3D, welches sie wiederum ihrer Geschäftsleitung vorlegen können.“ So kann der Vertrieb von Anlagen beschleunigt werden. Denn 3D-Simulationen von Produktionsanlagen helfen dabei, effizientere Angebote zu erstellen, sich positiv vom Wettbewerb abzuheben und bei Kunden Vertrauen zu gewinnen.

Ich nutze jeden Tag die Software Visual Components, um Konzepte für Automationsanlagen zu entwickeln. Unsere Kunden bekommen so in kürzester Zeit ein detailliertes Konzept in 3D, welches sie wiederum ihrer Geschäftsleitung vorlegen können.

Michael Hintz, Technischen Vertrieb von NIMAK

Ausgangspunkt ist dabei meistens ein vorhandenes CAD-Modell der Maschine, das über die CAD-Schnittstelle in Visual Components importiert wird. Dieses statische Modell wird dann mit dem Modellierungs-Feature von Visual Components Professional in eine simulationsfähige Anlage umgewandelt. Falls für eine größere Anlage weitere Fabrikkomponenten wie Roboter, Absperrgitter oder Förderanlagen dazukommen sollten, so können diese einfach aus der umfangreichen Bibliothek intelligenter Fabrikkomponenten, die mit Visual Components mitgeliefert wird, in das Modell eingefügt werden.

Erstellung überzeugender Werbevideos mit Visual Components

Ein interessantes Beispiel für den erfolgreichen Einsatz von Visual Components ist die Erstellung eines Werbevideos für die NIMAK multiFLEX, eine der vielseitigsten Maschinen für die Bearbeitung von Flachblechen. Diese Koordinatenmaschine kann Buckelschweißen, Punktschweißen und Kleben durchführen, aber auch weitere Prozesse wie Stanzen, Signieren, Plasmatieren oder Lasern. Durch Schiebeschlitten lassen sich bis zu sechs Prozesse mit nur einer einzigen Maschine realisieren. Auch die Zuführung von Normteilen wie Schweißmuttern oder Stanznieten ist kein Problem.

Michael Hintz berichtet: „Ziel des Projektes war es, ein kurzes Werbevideo zu erstellen, das die vielen möglichen Funktionen präsentiert. Aber die Maschine war bereits beim Kunden im Einsatz und stand für reale Aufnahmen nicht mehr zur Verfügung. Außerdem wollte man sämtliche möglichen Erweiterung zeigen, auch solche, die bei der genannten Maschine gar nicht verbaut waren.“

Auch hier wurde ein bereits vorhandenes CAD-Modell der Maschine in Visual Components importiert und dann in eine simulationsfähige Anlage umgewandelt. Herr Hintz berichtet von seinen Erfahrungen: „Das war am Anfang nicht ganz einfach, aber ein Berater von Visual Components, der bei uns im Haus auch eine Schulung durchgeführt hatte, hat mir hier sehr geholfen.“ 

Die Kosten für eine Marketingagentur – die können wir uns jetzt sparen

Der Aufwand hat sich jedoch auf jeden Fall gelohnt: „Für solch ein Video wäre früher eine Marketing-Agentur nötig gewesen. Die dazu notwendige Zeit und die Kosten stehen in keinem Verhältnis zur Flexibilität und Ersparnis, die uns Visual Components liefert. Wir können das einmal erstellte Video jederzeit und ohne großen Aufwand anpassen. Zusätzlich können wir die Maschine auch in größere Automationsanlagen einfügen.“

Der Vertrieb von NIMAK profitiert stark von der Software Visual Components. Herr Hintz erläutert die Vorteile der Lösung: „Dank Visual Components sind wir in der Lage, von nahezu jeder Maschine und Anlage ein Video zu erstellen, welches den Aufbau oder die Funktionsweise beschreibt. Ganz nach dem Motto „Ein Bild sagt mehr als 1000 Worte“ können wir so dem Kunden ein viel klareres Bild unserer Vorstellungen vorlegen.“

Visual Components für weitergehende Analysen und Simulationen

Auch zu den weiteren Einsatzmöglichkeiten der Software hat Herr Hintz klare Pläne: „Aktuell nutzen wir Visual Components hauptsächlich, um die Qualität unserer Angebote zu verbessern, indem wir 3D-Bilder der geplanten Anlagen erstellen. Auch Taktzeitanalysen haben wir bereits mit großem Erfolg durchgeführt. Für die Zukunft planen wir, die zahlreichen weiteren Möglichkeiten von Visual Components zu nutzen, insbesondere für Analysen und Simulationen in der frühen Angebotsphase.“

Für die Zukunft planen wir, die zahlreichen weiteren Möglichkeiten von Visual Components zu nutzen, insbesondere für Analysen und Simulationen in der frühen Angebotsphase.

Michael Hintz, Technischen Vertrieb von NIMAK

Aber die Verbesserung von Marketing und Vertrieb soll weiterhin ein wichtiger Schwerpunkt bleiben, denn die Firma NIMAK GmbH will ihre bereits starke Präsenz in der Autobranche und der Haushaltswarenproduktion weiter ausbauen. Auch wenn man die Schweißpunkte und -nähte an den fertigen Produkten nicht sehen kann – und nach wie vor nicht sehen soll.

The post Fallstudie NIMAK GmbH: Ohne diese Firma gäbe es keine Autos appeared first on Visual Components.

Über das Projekt

In der Automobilherstellung sind die Produktionszeiten entscheidend, genauso wie die Qualität. In diesem Fall wollte die Automobilfabrik der Groupe PSA in Sochaux, Frankreich, das Anziehen der Vorderradschrauben optimieren, um die Zykluszeiten zu beschleunigen und die Produktionsqualität zu verbessern. FiRAC setzte Visual Components-Simulationstechnologie ein, um zu demonstrieren, wie der Prozess automatisiert werden könnte. Bislang wurden die Schrauben in der Anlage manuell angezogen, sodass die Zykluszeiten bei der Erarbeitung einer automatisierten Lösung schnell und konsistent bleiben mussten, um die Gesamtproduktivitätsziele zu erreichen.

Bei dieser konkreten Unterbaugruppe müssen fünf Schrauben für die Vorderräder des Fahrzeugs angezogen werden, wobei sich vier Schrauben (M6-8 Nm) auf der Vorderseite und eine (M8-20 Nm) auf der Rückseite befinden. Diese Montage wurde zuvor von einem Arbeiter in vier Schichten durchgeführt. Die Fähigkeiten dieser Person diktierten jedoch weitgehend die Leistungszykluszeiten, die zwischen 30 und 60 Sekunden schwankten. Aufgrund der Inkonsistenz dieser Aufgabe war es oft schwierig, sie mit der Hauptmontage abzustimmen.

„Jede Sekunde, die man bei diesem Prozess verliert, bedeutet einen Produktivitätsverlust in der Hauptlinie. Schließlich wird etwa alle 60 Sekunden ein Auto produziert“, so Corentin Monnot, Projektmanager bei FiRAC.

Automatisierung des Prozesses

Mithilfe der 3D-Fertigungssimulation von Visual Components testete FiRAC eine Reihe von Szenarien, um die Groupe PSA bei der Automatisierung des Prozesses zu unterstützen. Die Szenarien umfassten u. a. nur einen Roboter, zwei auf das Produkt ausgerichtete Roboter und zwei gegenüberliegende Roboter. 

Das erste getestete Szenario beinhaltete nur einen Roboter, der die Aufgabe des Schraubenanziehens in etwas mehr als einer Minute erledigte.

Im zweiten Szenario wurden zwei Roboter nebeneinander simuliert, wobei einer die vier M6-Schrauben und der zweite die M8-Schraube anzog. Diese Zykluszeit betrug 54,8 Sekunden.

Ein drittes und letztes Szenario wurde mit zwei Robotern konzipiert, die gegenüber voneinander angeordnet waren. Dieses erwies sich als optimalste Lösung und schnellste Simulation des Prozesses, da die Aufgabe in weniger als 53 Sekunden erledigt wurde. Diese Simulation wurde von der Groupe PSA übernommen, da sie den idealen Kompromiss zwischen Kosten und Leistung darstellte.

„Visual Components ist so vielseitig, dass es unglaublich einfach war, die verschiedenen Konfigurationen zu implementieren und ihre Auswirkungen auf die Zykluszeit zu betrachten“, so Corentin Monnot, Projektmanager bei FiRAC. „Nachdem wir die beste Simulation gefunden hatten, konnten wir ein Video des Prozesses anfertigen und eine quantifizierte und eine visuelle Argumentation zur Unterstützung unserer letztendlichen Lösung liefern.“

Visual Components ist so vielseitig, dass es unglaublich einfach war, die verschiedenen Konfigurationen zu implementieren und ihre Auswirkungen auf die Zykluszeit zu betrachten. Nachdem wir die beste Simulation gefunden hatten, konnten wir ein Video des Prozesses anfertigen und eine quantifizierte und eine visuelle Argumentation zur Unterstützung unserer letztendlichen Lösung liefern.

Corentin Monnot, Projektmanager bei FiRAC

Der Vorteil von Visual Components

Mitbewerber von FiRAC, die zu diesem Projekt auch konsultiert wurden, beharrten darauf, dass der Prozess mit nur einem Roboter automatisiert werden könne. Diese konkurrierenden Firmen stellten jedoch keine Visualisierung bereit, um überzeugend zu demonstrieren, wie er schnell und effizient durchgeführt werden kann.

Zusätzlich zur visuellen Darstellung des Prozesses ermöglichte es Visual Components FiRAC, verschiedene externe zeitraubende Faktoren einzubeziehen und ihre Auswirkungen vorauszusagen. So wurden die Verfahrzeit des fahrerlosen Transportfahrzeugs, die für das Anziehen der Schrauben benötigte Zeit und sogar die Verarbeitungszeit der Kamera bereits in einem sehr frühen Stadium berücksichtigt, sodass das Angebot technisch fundiert war.

Ein großer Vorteil der Visual Components-Software war, dass das visualisierte und validierte Angebot der Groupe PSA gut vermittelt werden konnte. 

Visual Components half FiRAC darüber hinaus bei der Lösung von Optimierungsschwierigkeiten bei den Robotern, sodass sie die beste Methode zur Erreichung der vom Kunden gewünschten Zykluszeiten besser verstehen und konzipieren konnten. In der Simulation, bei der beide Roboter auf derselben Seite positioniert waren, müsste beispielsweise ein Roboter mehrere Sekunden warten, bis der andere seine Aufgabe abgeschlossen hat, bevor er mit seiner Aufgabe beginnen kann. In manchen Simulationen würden die beiden Roboter miteinander kollidieren und den Prozess weiter verzögern. Das ist mit ein Grund dafür, warum die beiden gegenüber voneinander positionierten Roboter die effizienteste Lösung darstellten. 

„Die Simulation hat deutlich gezeigt, warum es unmöglich war, den Prozess in der erforderlichen Zykluszeit mit nur einem Roboter zu realisieren“, so Corentin Monnot, Projektmanager bei FiRAC. „Der Kunde war von der visuellen Umsetzung des Prozesses wirklich beeindruckt – und so konnte sich FiRAC den entscheidenden Wettbewerbsvorteil verschaffen und dieses Projekt für sich gewinnen.“

Auch nachdem FiRAC mit dem Projekt beauftragt wurde, spielte Visual Components eine wichtige Rolle. FiRAC setzte die Technologie weiter ein, um die mechanische Auslegung aller Elemente zu validieren und so die Zugänglichkeit, den richtigen Abstand und die Implementierung in der Fabrik zu gewährleisten. Die Lösung wurde innerhalb von etwa 6 Monaten implementiert. FiRAC war dabei mehrere Monate vor Ort, um die Lösung in der Fabrik umfassend zu testen und einzubinden. 

Der Kunde war von der visuellen Umsetzung des Prozesses wirklich beeindruckt – und so konnte sich FiRAC den entscheidenden Wettbewerbsvorteil verschaffen und dieses Projekt für sich gewinnen.

Corentin Monnot, Projektmanager bei FiRAC

Fakten zum Projekt

The post Fallstudie FiRAC: Automatisierung eines manuellen Vormontageprozesses in einer Automobilfabrik appeared first on Visual Components.

Einer der weltweit führenden Anbieter von Automations-, Linear- und Antriebstechnik ist die Güdel Group, mit Hauptsitz in Langenthal in der Schweiz. Seit ihrer Gründung im Jahr 1954 ist sie im Besitz der Eigentümerfamilie. Das Unternehmen beschäftigt weltweit rund 1.200 Mitarbeitende an über 30 Standorten. Die Produktpalette reicht von Linearführungen, Zahnstangen, Ritzeln und Getrieben über Linearachsen hin zu Portalrobotern.

Güdel bietet neben solchen Automatisierungskomponenten auch Komplettanlagen, z. B. für die Herstellung von Bauelementen für Fertighäuser, für die Palettierung von Lebensmitteln und für die Lagerung, Sortierung und Kommissionierung von Produkten aller Art. Ein Beispiel für eine solche Anlage ist eine von Güdel geplante Automatisierungslösung für die Sortierung, Lagerung und Palettierung von Reifen nach der Fertigung bis zum Versand.

Die Sortierung erfolgt durch Zwischenlagerung im Puffer

Nach der Produktion gelangen die Reifen in zufälliger Reihenfolge über die Infeed-Fördertechnik zunächst zu einem Barcodescanner, der den Barcode des Reifens ausliest und an den Materialflussrechner sendet. Dieser entscheidet, zu welchem Puffer der Reifen gehen soll. Dann entnimmt die für den Puffer zuständige Portalbrücke den Reifen, und ein Greifer, der sich an Linearachsen und Portalen über den Lagerbereich bewegt, legt ihn auf einen bestehenden Stapel desselben Typs oder bildet einen neuen Stapel. Aus Stabilitätsgründen ist die Stapelhöhe auf maximal 1,6 m Höhe begrenzt. Innerhalb des Puffers, in dem bis zu 8.000 Reifen Platz finden, wird ein Reifentyp so lange zwischengelagert, bis genügend Reifen vorhanden sind, um eine komplette Palette für den Abtransport zu füllen. Sobald ein kompletter Reifensatz fertiggestellt ist, wird der Stapel von einem Greifer erfasst und zu einer Palettiereinheit transportiert. Um den geforderten hohen Durchsatz von 12.000 Reifen pro Tag zu erreichen, sind mehrere Greifer an mehreren Portalbrücken im Einsatz. Diese Greifer bewegen sich dabei mit Geschwindigkeiten bis zu 3,5 m/sec in der Y-Achse und Beschleunigungen bis zu 5 m/sec² in der Z-Achse.

Obwohl in solchen Anlagen viele Standardkomponenten von Güdel zum Einsatz kommen, so handelt es sich doch jeweils um eine kundenspezifische Aufgabe, denn die Größe der Halle, die Abmessungen und Gewichte der zu palettierenden Güter und die Anforderungen an den Durchsatz sind jedes Mal unterschiedlich. Die Komplexität und die hohen Anforderungen an Zuverlässigkeit und Durchsatz machen es erforderlich, eine leistungsfähige Lösung für die Fabrikplanung und Simulation zu verwenden. Güdel hat mit der Lösung von Visual Components ein ideales System gefunden. Mit der Software zur 3D-Fabriksimulation des finnischen Herstellers kann Güdel seine Produktionslösungen entwerfen, simulieren und validieren.

Die Anlage wurde vollständig virtuell mit Visual Components geplant

Ausgangspunkt bei der Planung einer solchen Anlage ist üblicherweise ein 2D-Layout, das mit dem Kunden abgestimmt wurde. Ausgehend von diesem Entwurf werden Fabrikkomponenten zu einer Anlage zusammengestellt. Dabei kann man auf die von Visual Components mitgelieferte Bibliothek zugreifen; Güdel hat aber auch zahlreiche Komponenten (Güdel Smart Components wie Linearachsen, Portale und Roboter) selbst erstellt und in eine benutzerdefinierte Bibliothek eingestellt. Da in solchen Projekten die Verfahrwege der Brücken sehr dynamisch sind, wird die Simulationslogik mit Python abgebildet. Dafür hat Güdel eine eigene Python-Bibliothek entwickelt, die auf den Geschäftsbereich „Sorting and Palletizing“ zugeschnitten ist. Dank all dieser Bibliotheken können die Planungszeiten für solche Anlagen auf einen Bruchteil reduziert werden.

Jonathan Camenzind von der Abteilung „Software Technologies“ der Güdel AG kümmert sich zusammen mit seinen Kollegen um die Software von Komplettanlagen, also die Programmierung von Materialflussrechner und Lagerverwaltungssystem. Dazu wurde der Teil der Anlage, der in den Zuständigkeitsbereich von Güdel fällt, komplett mit Visual Components abgebildet. So konnte die Anlage vollständig virtuell gemäß der Spezifikation gebaut werden, man konnte Statistiken sammeln und mögliche Performanceprobleme in der Anlage frühzeitig entdecken und beseitigen.

„Einen großen Teil meiner Arbeitszeit widme ich der Erstellung von 3D-Simulationen mit Visual Components“, sagt Camenzind. „Mithilfe von Visual Components haben wir für dieses Projekt eine detaillierte Simulation erstellt. Dadurch konnten wir unter anderem Zykluszeiten, Portalauslastungen und Pufferauslastungen in diversen Szenarien genau analysieren.“

Mithilfe von Visual Components haben wir für dieses Projekt eine detaillierte Simulation erstellt. Dadurch konnten wir unter anderem Zykluszeiten, Portalauslastungen und Pufferauslastungen in diversen Szenarien genau analysieren.

Jonathan Camenzind, Software Technologies Department, Güdel AG

Erfüllt die Anlage die Anforderungen des Kunden? Die Simulation kennt die Antwort

Wie kann Güdel sicherstellen, dass die Anlage die vom Kunden geforderte Leistung erbringt? Genau darin sieht Camenzind einen der wesentlichen Vorteile der Fabriksimulation mit Visual Components: „Dank der Auswertungen von Zykluszeiten und Auslastungen der Portalbrücken konnten wir sicherstellen, dass die Anlage den Anforderungen des Kunden in Bezug auf den Durchsatz gerecht wird. Durch die Simulation wurde außerdem ersichtlich, dass die Anzahl der Pufferplätze ausreichend ist.“

Aber muss Güdel für die Simulation nicht einen erheblichen Aufwand treiben? „Dank der Bibliotheken von Visual Components und der Ergänzungen durch Güdel betragen die Entwicklungszeiten für solche Projekte nur noch einen Bruchteil der bisher dafür benötigten Zeit,“ so Herr Camenzind. „Mithilfe der Smart Components in der Software von Visual Components kann ich beispielsweise ganz einfach die Lager, Brücken, Infeeds und Outfeeds visuell untereinander verbinden. Für die erste Version der kompletten Anlage inklusive der Programmierung von Materialflussrechner etc. habe ich nur rund 100 Stunden aufgewendet. Für weitere Szenarien kamen in den folgenden Wochen dann noch rund 80 Stunden dazu.“

Dank der Bibliotheken von Visual Components und der Ergänzungen durch Güdel betragen die Entwicklungszeiten für solche Projekte nur noch einen Bruchteil der bisher dafür benötigten Zeit. Mithilfe der Smart Components in der Software von Visual Components kann ich beispielsweise ganz einfach die Lager, Brücken, Infeeds und Outfeeds visuell untereinander verbinden.

Jonathan Camenzind, Software Technologies Department, Güdel AG

Simulation kann auch helfen, neue Aufträge zu gewinnen

Auch der Kunde war von der Lösung angetan, so Camenzind: „Die Simulation mit Visual Components wurde auch von unserem Kunden sehr positiv gesehen.“ Es erhöht das Vertrauen des Kunden in den Anlagenbauer, wenn er eine ausgefeilte Simulation der geplanten Anlage sehen kann. Und das trägt sicher auch dazu bei, Aufträge zu gewinnen und die Grundlage für weitere Erfolge in der Zukunft zu legen.

Wenn Sie selbst eine ähnliche Anlage von Güdel in Betrieb sehen wollen: Dieses interessante Video zeigt eine Anlage zur Lagerung und Sortierung von Kompletträdern:

Über Güdel Group

Einer der weltweit führenden Anbieter von Automations-, Linear- und Antriebstechnik ist die Güdel Group, mit Hauptsitz in Langenthal in der Schweiz. Seit ihrer Gründung im Jahr 1954 ist sie im Besitz der Eigentümerfamilie. Das Unternehmen beschäftigt weltweit rund 1.200 Mitarbeitende an über 30 Standorten. Die Produktpalette reicht von Linearführungen, Zahnstangen, Ritzeln und Getrieben über Linearachsen hin zu Portalrobotern.

The post Just-in-time und just-in-sequence liefern – dank Güdel und Visual Components appeared first on Visual Components.

Bell Helicopter ist ein Hersteller von Hubschraubern aus Texas, USA. Seit seiner Gründung im Jahre 1935 zählt das Unternehmen zu den führenden Herstellern seiner Branche; Bell hat auch als erstes Unternehmen weltweit eine Zertifizierung für einen kommerziellen Hubschrauber erhalten.

Mitarbeiter von Bell haben im Jahr 2012 auf einem Messestand von Visual Components auf der International Manufacturing Technology Show (IMTS) zum ersten Mal das riesige Potenzial der Robotersimulation kennengelernt. Die Einfachheit der Bedienung und die Möglichkeit, auf eine große Anzahl unterschiedlicher Robotermodelle zurückzugreifen, gaben den Ausschlag, die Lösung von Visual Components eingehend zu testen – mit beeindruckenden Ergebnissen.

„Dank der Schulung und Unterstützung durch Visual Components haben wir in kurzer Zeit große Fortschritte gemacht, was die Entwicklung fortschrittlicher Verfahren und die Implementierung von Automatisierungstechnologien in die Produktion von Bell Helicopter betrifft“, sagt Jeffrey Nissen, Business Development Manager im Bereich Forschung und Entwicklung bei Bell.

Bell hat auch mehrere andere Wettbewerbsprodukte und Simulationspakete einer Prüfung unterzogen, aber die Flexibilität, Leistungsfähigkeit, Einfachheit der Bedienung und die Unterstützung, die sie von Visual Components erhalten haben, machten die Software bald unverzichtbar für Bell Helicopter.

Visual Components ist ideal geeignet für unsere Entwicklungsumgebung, und zwar dank der Flexibilität der Software und der zahlreichen Weiterentwicklungen, die wir mit Unterstützung von Visual Components realisiert haben.

Jeffrey Nissen, Business Development Manager – Forschung und Entwicklung, Bell Helicopter

Die perfekte Lösung für spezialisierte Technologien

Die Qualitätssicherung bei Bell, das Advanced Quality Systems Applications Laboratory, ist verantwortlich für die Entwicklung und Implementierung von Automatisierungstechnik in der Herstellung und Prüfung von Komponenten des Rotors. Die Software von Visual Components wird unter anderem für Anwendungsanalyse und die Programmierung in der Produktion eingesetzt. Bis heute wurden fünf Mitarbeiter geschult, und weitere werden dazukommen.

Die Ingenieure modellieren virtuell die Fertigungsschritte, um deren Machbarkeit zu untersuchen und die technischen Möglichkeiten dem Management zu präsentieren. Auch fortschrittliche Funktionen in Visual Components werden genutzt, um die Produktion durch automatisches Bohren zu optimieren und die Qualität von Bauteilen mit Weißlicht-Scanner-Systemen zu prüfen. Über die Python Skriptsprache können Roboterprogramme rasch erstellt und dann sofort in der Labor- oder Produktionsumgebung eingesetzt werden.

Visual Components hat den Zeitaufwand für die Entwicklung von Automatisierungslösungen und deren Implementierung in die Produktionsumgebung deutlich reduziert. Gleichzeitig wurde das Fehlerrisiko gesenkt und die Zeit zur Marktreife verkürzt.

„In der Luft- und Raumfahrt werden sehr viele spezialisierte Technologien eingesetzt“, sagt Nissen. „Visual Components ist ideal  geeignet für unsere Entwicklungsumgebung, und zwar dank der Flexibilität der Software und der zahlreichen Weiterentwicklungen, die wir mit Unterstützung  von Visual Components realisiert haben.“

The post Das Maß der Dinge im Bereich Hubschrauber: Bell Helicopter appeared first on Visual Components.