Die biegsamen Wellen der Otto Suhner AG bestehen aus mehreren Lagen entgegengesetzt schraubenförmig umeinander gewundener Drähte, den so genannten Wellensehnen, die in einem Metall- oder Kunststoffschutzschlauch rotieren. Dadurch sind sie äußerst robust, haben eine lange Lebensdauer und sind auch in hohen Drehzahlbereichen im Dauerbetrieb einsetzbar. Zur Anwendung kommen sie vor allem dann, wenn das anzutreibende Element nicht beweglich oder nicht auf direktem Weg erreichbar ist. Oder aber wenn die Antriebsquelle aus bestimmten Gründen nicht mitbewegt werden soll. Konkret erstrecken sich die vielfältigen Einsatzbereiche von der Feinmechanik und dem Maschinenbau über die Automobilindustrie, den Flugzeugbau, die Raumfahrt bis hin zur Medizintechnik.

Innovationsfähigkeit, Flexibilität in der Fertigung sowie das Streben nach dem höchst möglichen Qualitätsstandard sind die zentralen Säulen, auf denen der Erfolg der Otto Suhner AG aufbaut. Auch Beat Salvisberg, der bereits seine Lehre zum  Polymechaniker bei der Traditionsfirma absolviert hat und mittlerweile im Bereich Engineering für die Prototypenentwicklung verantwortlich zeichnet, suchte ganz gezielt nach weiteren Optimierungspotenzialen innerhalb des Unternehmens. Im Rahmen seiner anstehenden Diplomarbeit wollte er den Abschluss als Diplomierter Techniker im Fachbereich Automation nach dreijähriger berufsbegleitender Weiterbildung mit einem praktischen Nutzen für seinen Arbeitgeber verbinden.

In diesem Zusammenhang erkannte er, dass sich das Prüfen und Testen der biegsamen Wellen durchaus weiter verbessern ließe. Salvisberg führt aus: „Um Alltagsbelastungen zu simulieren und damit die Haltbarkeit zu testen, werden unsere biegsamen Wellen natürlich regelmäßig geprüft. Die bestehende Anlage war allerdings nicht automatisiert. Die langen Umrüstund Einrichtzeiten machten die Prozesse relativ aufwändig.“

So mussten beispielsweise bei jeder Änderung der Versuchsanordnung die Parameter erneut von Hand eingestellt werden, was jeweils die Anwesenheit eines Spezialisten erforderte. Zudem ließen sich die Tests nicht exakt wiederholen. Dies erschwerte die langfristige Dokumentierbarkeit der Qualität der flexiblen Wellen. „Dieses manuelle Verfahren war nicht mehr zeitgemäß“, fasst Salvisberg den damaligen  Status quo zusammen.

Lösung

Nachdem er das Management der Otto Suhner AG von seiner Idee eines automatisierten Prüfstands zur Qualitätssicherung in der Fertigung überzeugt hatte, machte sich Salvisberg auf die Suche nach einem schlüssigen Konzept. Verstärkung holte er sich bei seinem Kommilitonen Martin Suter, mit dem er schließlich gemeinsam das Projekt durchführte und die Diplomarbeit verfasste.

Bei der Evaluation der entsprechenden Hardware kam den beiden Spezialisten zunächst der Zufall zu Hilfe: Wolfgang Fischer, Produktmanager bei der Schweizer Niederlassung von Rockwell Automation, fungiert im Nebenamt als Dozent an der Höheren Fachschule sfb in Dietikon. Begeistert vom Enthusiasmus und Engagement seiner beiden Studenten stellte er denKontakt zu Rockwell Automation her und organisierte die benötigten Automationskomponenten für den Prüfstand. Letztendlich war Rockwell Automation aber nicht nur Zufalls-, sondern vielmehr auch Wunschpartner für das Projekt, wie Salvisberg ausführt: „Von Beginn an war Rockwell Automation unserer favorisierter Partner. Denn da die Otto Suhner AG bereits in anderen Bereichen erfolgreich Produkte des Automatisierungsspezialisten einsetzt, ließ sich die neue Prüfanlage einfacher in die bestehende Infrastruktur integrieren“.

Die Komponenten stellte Rockwell Automation zu einem Grossteil kostenlos zur Verfügung. „Ohne diese Unterstützung hätten wir unser Projekt zwar auf dem Papier planen, niemals aber in die Realität umsetzen können“, sagt Salvisberg. Damit sich die beiden Studenten mit der Programmierung der neuen Komponenten vertraut machen konnten, spendierte Rockwell Automation zusätzlich ein einwöchiges Intensivtraining. „An der Fachschule haben wir mit Produkten eines anderen großen Herstellers gearbeitet.

Wir waren überrascht, wie viel einfacher der Umgang mit den Komponenten von Rockwell Automation ist“, so Suter.

Dementsprechend reibungslos verlief denn auch die Implementierung des automatisierten Prüfstands, wieSalvisberg festhält: „Die Hardware ließ sich problemlos konfigurieren und die Kommunikation der einzelnen Komponenten untereinander konnte überdurchschnittlich rasch hergestellt werden.“  Beeindruckt waren die beiden Studenten auch von der unkomplizierten Programmierung der Steuerung, wie Suter betont „Wir konnten alle unsere – teilweise sehr komplexen – mathematischen Berechnungen ohne großen Aufwand eins zu eins übernehmen.“

Kernstück des neuen automatisierten Prüfstands bei der Otto Suhner AG ist der kompakte und gleichzeitig  leistungsfähige Programmable Automation Controller (PAC) Allen-Bradley CompactLogix L35E mit  Hochleistungsprozessor und integrierten EtherNet/IP und RS-232 Ports.. Ergänzt wird dieser durch den Frequenzumrichter Allen-Bradley Powerflex755, der im Hinblick auf einfache Integration, Applikationsflexibilität und Performance konzipiert ist, sowie einen Servomotor. Für eine komfortable Bedienung sowie die einfache und übersichtliche Parametereingabe sorgt das Touch-Panel Allen-Bradley PanelView 600.

Einer der zentralen Vorteile des neuen Prüfstands ist laut Salvisberg die Tatsache, dass sich die Prüfprozesse nunmehr in einem Bruchteil der Zeit abwickeln lassen. „Die Anlage ist im Handumdrehen bestückt. Weil sich zusätzlich bis zu 15 Prozessschritte definieren lassen, benötigt man nur noch ein Minimum an manueller Interaktion. Das spart am Ende des Tages auch Kosten.“

Zudem sind die Prüfungen im Vergleich zu früher vollständig reproduzierbar. Das heißt, die Wellen lassen sich jedes Mal unter den exakt gleichen Bedingungen prüfen. Auf diese Weise wird der gesamt Prozess dokumentierbar. Zusätzlich können aus den Tests Erkenntnisse für laufende Verbesserung der biegsamen Wellen gewonnen und die unterschiedlichen Typen miteinander verglichen werden. Damit kann die Otto Suhner AG den ihrem hohen Qualitätsanspruch bei biegsamen Wellen auch langfristig gerecht werden.

Geprüft werden mit der neuen Anlage, die mit Wellen von bis zu 1,5 Metern Länge klarkommt, heute nicht die laufenden Produktionen, sondern in erster Linie neue Wellentypen sowie Spezialanfertigungen für Kunden. Demnächst will die Otto Suhner AG aber ihr gesamtes Wellen-Portfolio einmal komplett durchtesten, erklärt Salvisberg.

Aus der Diplomarbeit, die mit einer Bestnote ausgezeichnet wurde, ist ein Vorzeigeprojekt  geworden, das mittlerweile auch das Interesse der  Niederlassungen der Otto Suhner AG im Ausland  geweckt hat. Einige der Verantwortlichen haben die  Anlage bereits besichtigt und wollen in naher Zukunft  ebenfalls nachziehen und in automatisierte Prüfanlagen mit den entsprechenden Komponenten von Rockwell Automation investieren. Letztendlich entspreche man mit einer solchen Einrichtung auch einem wachsenden Kundenbedürfnis, wie Salvisberg ausführt: „Unsere Kunden verlangen zunehmend dokumentierte Prüfprozesse. Dank der Technologie von Rockwell Automation ist die Anlage zu einem sehr guten Verkaufsargument geworden.“