Und auch das Thema Werkzeugidentifkation konnte mittels dieses Kommunikationsstandards ebenso elegant gelöst werden. Läpple nutzt hierfür den unter IO-Link spezifizierten Parameter „Application specific Tag“. Tatkräftige Unterstützung bei der Umsetzung dieses Vorhabens erfuhr das Unternehmen durch den Sensorikspezialisten und Networking-Anbieter Balluff.
Läpple, führender Systemlieferant von Pressteilen und Pressewerkzeugen für die Automobilindustrie, nutzt in seinen Pressenlinien Werkzeuge, die elektrische Komponenten wie Sensoren und Aktoren tragen. Bislang wurde die elektrische Schnittstelle dieser Komponenten relativ aufwändig in Parallelverdrahtung mittels Multipolkabel an einem 24poligen Hartingstecker realisiert, was jedoch zahlreiche Probleme mit sich brachte, wie Andreas Lang schildert:
„Jedes Kabel für jedes Presswerkzeug ist eine kostspielige Sonderanfertigung, denn es hat eine spezifische Länge. Hinzu kommt, dass es nicht nur über eine ganz unterschiedliche Ausstattung an Sensoren und Aktoren verfügt, sondern auch noch um Verwechslungen auszuschließen für die Identifikation individuell über Brücken codiert ist.“
Kritisch wird es, wenn es beim Ein- und Auswechseln der Werkzeuge, die mittels Fahrtischen den Pressen zugeführt werden, zu Beschädigungen am Kabel kommt, dann muss dieses, um lange Stillstandzeiten zu vermeiden, rasch ersetzt werden. „Bei einem Multipolkabel mit einem 24poligen Industriestecker und Brückencodierung wird dies jedoch schnell zu einer zeitaufwändigen und manchmal auch fehleranfälligen Angelegenheit“, wie der Teamleiter zu erzählen weiß.
Läpple hatte deshalb für den elektrischen Anschluss seiner neuen Presswerkzeuge schon länger nach einer Alternative gesucht. Zuerst wollten die Konstrukteure den Anschluss der Wechselwerkzeuge über ein Feldbussystem wie z.B Profibus vornehmen. Was aber nach eigener Aussage wieder verworfen wurde, da dies teure Spezialkabel und besondere Steckverbinder erfordert hätte, die nur bedingt für den Schnellanschluss von Wechselwerkzeugen tauglich gewesen wären.
Über einen Zeitschriftenartikel sind die Konstrukteure dann letztendlich auf das Thema IO-Link gestoßen, das eine deutlich vereinfachte Verkabelung ermöglicht. Und so wurde dann beschlossen damit in einem ersten Schritt die elektrische Schnittstelle zu vereinfachen „Offen für uns war nur noch die Frage der Werkzeugcodierung und es wurde bereits der Einsatz von RFID geprüft. Aber hier konnte uns der Balluff Verkaufsingenieur Ralf Keller in Verbindung mit den Entwicklern des Unternehmens mit einer besonders innovativen und preiswerten Lösung weiterhelfen, die IO-Link standardmäßig bereithält.
So spezifiziert die IO-Link Norm unter Index einen Parameter namens „Application specific Tag“. In diesen kann der Maschinenbauer eigene beliebige Identifikationsdaten einschreiben und über IO-Link wieder auslesen. „Dies ist kinderleicht“, schildert Lang. Wir benötigen dazu lediglich einmalig einen Balluff IO-Link Master mit USB-Schnittstelle und Softwaretool. Ausgelesen über IO-Link und auf korrekte Identität geprüft wird, sobald das Werkzeug in die Pressenstraße eingewechselt wurde. „So haben wir die Werkzeugidentifikation quasi zum Nulltarif realisieren können.“
Die Pressenlinie
Verwendung finden die bis zu 3,6 Meter langen
Wechselwerkzeuge mit der neuen Schnittstelle erstmalig an einer hoch
modernen Pressenlinie im Läpple Stammwerk Heilbronn, die überwiegend für
die automatische Serienfertigung von Karosserieteilen in kleinen und
mittleren Losen eingesetzt wird.
Die Anlage setzt sich aus 6 hydraulischen Pressen
mit dynamischer Stufenregelung zusammen, bestehend aus einer Kopfpresse
mit einer Presskraft von 18.000 kN und fünf Folgepressen mit jeweils
12.000 kN Pressdruck. Integriert sind in die Pressenlinie, die sich über
eine Länge von über 70 Metern erstreckt, neben einer Wasch-, und einer
Beölungsanlage Automationslösungen wie Platinenlader und Roboter mit
speziellen Wechselgreifern für das Teilehandling an den jeweiligen
Pressenstationen. Gesteuert wird die Anlage, die bis zu 10 Hübe pro
Minute leistet und dabei bis zu 4 Bauteilen pro Hub produziert, von
einem zentralen Bediendisplay aus. Nur wenn das richtige Werkzeug
eingelegt ist, gibt das geladene Maschinenprogramm dem Bediener die
Freigabe zum Start des Fertigungsprozesses.
Dank der eingesetzten IO-Link Sensor/Aktorhubs von Balluff konnte die Schnittstelle der neuen Wechselwerkzeuge deutlich vereinfacht werden. Einfach steckbare Verbindungen und kostengünstige Standard-Dreidrahtleitungen ersetzen aufwändig zu verdrahtende Multipolkabel ohne Einschränkungen bezüglich der eingesetzten Sensoren und Aktoren. Die Hubs auf den Werkzeugen sammeln in IO-Link typischer Art und Weise die Signale der Sensoren / Aktoren, um diese dann ins IO-Link-Protokoll umzusetzen und über eine einfache ungeschirmte Dreidrahtleitung an einen Balluff IO-Link-Master zu übergeben. Dieser stellt dann den Anschluss an den Feldbus her. „Wenn einmal etwas beschädigt wird, sind lediglich kostengünstige steckbare Standardleitungen auszutauschen, die wir ohnehin immer auf Lager halten“, zieht Lang sein positives Resümee.
Die Läpple AG deckt als führender Systempartner der Automobilindustrie alle Bereiche der Blechverarbeitung ab. Die Bandbreite reicht von von Werkzeugen
für die spanlose Blechumformung bis hin zur Fertigung von
Karosseriekomponenten, –systemen und Prototypen. Dabei werden in Läpple
eigenen Pressenlinien pro Jahr ca. 90.000 Tonnen Feinblech verarbeitet
und täglich ca. 15.000 Komponenten wie etwa Rohbautüren, Seitenwände bis
hin zu kompletten Rohkarosserien gefertigt. Eine Spezialität des
Unternehmens sind komplette Produktionsanlagen für Umformung,
Zusammenbau und Montage mit modernster Roboter- und NC-Technik sowie
Hochleistungshydraulik.
Die Balluff GmbH,
ein führender, global tätiger Sensorspezialist mit mehr als 2.000
Mitarbeitern, bietet ein Full-Range Angebot an hochwertigen Sensoren,
Wegmess- und Identifikationssystemen sowie Networking- und
Connectivitylösungen für alle Bereiche der Fabrikautomation.
Produktions- und Entwicklungsstandorte sowie Niederlassungen und
Repräsentanzen sind um den ganzen Globus verteilt. Das Unternehmen
investiert einen hohen Anteil des Umsatzes in Forschung und Entwicklung,
was sich dann auch im verliehenen ,,Kompetenzpreis für lnnovation und
Qualität Baden-Württemberg 2009" widerspiegelt.