Turck TBEN-S: Förderung für digitales Kochen

Die Grafik zeigt die gesamte Förderanlage mit Querverschubachsen und Hubwerken.

Innovativ, hochwertig und multifunktional: Das sind drei der Stärken des neuen Thermomix TM5 von Vorwerk. Mit seinem besonderen Design, seiner Guided-Cooking-Funktion und seinen Rezept-Chips hat er das digitale Zeitalter des Kochens eingeleitet. Für dieses komplexe Produkt eine effiziente Fertigungslinie aufzubauen, war eine Herausforderung.

Vorwerk vertraute hier auch auf die Stärken des österreichischen Fördertechnikspezialisten Böma Maschinenbau und Automatisierung GmbH. Das Unternehmen mit Sitz in Alberschwende in Vorarlberg plante, konstruierte und baute die Förderlinien für die wesentlichen Bauteile des smarten Küchenhelfers zwischen Kunststoffspritzgießerei und Gerätemontage.

Das zu befördernde Produkt muss in der richtigen Zeit materialschonend und auf die Mitarbeiter abgestimmt von A nach B transportiert werden. Dazu entnimmt ein Roboter die Spritzgussteile aus der Maschine und legt sie auf das Förderband. Diese Teile müssen dann über die einzelnen Linien an bestimmte Positionen in einer anderen Halle gebracht werden. Vorgegeben war die Taktzeit, in der ein Teil von den Werkern in der Montagelinie entnommen werden kann. Auf die gesamte Länge der Förderbänder, jeweils rund 50 m, musste also auch ein Zeitpuffer eingeplant werden.

Hindernislauf

Eine Herausforderung war die bestehende Raumaufteilung in der Produktionshalle. Punkt A war klar, Punkt B auch, dazwischen waren jedoch Hindernisse zu überwinden. Die Böma-Konstrukteure haben zunächst damit begonnen, die Förderlinien genau in die bestehende Halle einzupassen. Manche Hindernisse wie Mauern wurden umgangen, andere auch durchdrungen, um den Platz optimal auszunutzen. Teilweise konnten auch bestehende Öffnungen verwendet werden.

Die theoretische Konstruktion der Förderbänder musste genau in die Planung der Halle eingepasst werden. Dies geschah über mehrere Linien und auf mehreren Ebenen. Um vertikal zu fahren, wurden Hubwerke eingesetzt. Um die Spritzgussteile nach links oder rechts zu bewegen, verwendete man pneumatische Dreheinheiten und je nach den Gegebenheiten vor Ort elektrische oder pneumatische Querverschubachsen. Die Produkte selbst werden über Flachgurtbänder transportiert. Für ein Produkt musste Böma jedoch einen selbst entwickelten Zahnriemenförderer einsetzen. Das variable System ist genau auf die Form dieses Produkts angepasst und ermöglicht so einen störungsfreien Transport vom Spritzguss zum Werker.

Kompakte I/O-Module überzeugen

Auch Entwicklung und Bau der Steuerung für die gesamte Anlage übernahm Böma. Die Signale der Sensoren bringen Turcks ultrakompakte I/O-Module TBEN-S über Profinet zur Steuerung. An die TBEN-S-Module sind auch die Aktoren der Anlage angebunden. Die Konfiguration der TBEN-S-Variante mit vier digitalen Ausgängen und vier digitalen Eingängen entsprach perfekt dem Signalbedarf an etlichen Stellen der Förderstrecke.

„Überzeugt hat uns die Flexibilität der TBEN-S“, erklärt Helmut Sutterlüty, Konstruktionsleiter bei Böma. Ein Teil der Anlage wurde nicht neu gebaut, sondern in bestehende Anlagen integriert. Da war zunächst unklar, wie viele Ein- und Ausgangssignale wir zur Steuerung bringen müssen. „An diesen Stellen haben wir die frei konfigurierbaren TBEN-S-DXP eingesetzt. So konnten wir die Konfiguration auch noch im Nachhinein dem konkreten Bedarf anpassen.“ Geräte mit frei konfigurierbaren Ein- und Ausgängen haben die Böma-Techniker bei anderen Herstellern nicht gefunden. „Die TBEN-S-Module waren den vergleichbaren Geräten anderer Hersteller technisch überlegen. Andere Systeme in dieser Bauform benötigen zusätzliche Kopplermodule zum Profinet-Strang und müssen wiederum untereinander gekoppelt werden“, führt Sutterlüty aus. „Außerdem war die Baugröße der TBEN-S-Module ausschlaggebend. Mit nur 32 mm Breite passen sie optimal auf die schmalen Aluprofile der Förderanlage.“

Alles aus einer Hand

Alle Sensoren im Projekt stammen aus dem Turck-Portfolio. Zur Erfassung der Teile auf dem Band wurden hauptsächlich QS-18-Einweglichtschranken von Turck-Partner Banner Engineering eingesetzt. Sie überzeugten neben der hohen Reichweite von 7,5 m mit einem kleinen Lichtpunkt, der eine höhere Genauigkeit als vergleichbare Produkte liefert. Zur Erfassung der Position von Pneumatikzylindern setzte Böma Turcks magnetinduktive BIM-UNT-Schalter ein, die direkt in die Nut der Aluzylinder gesetzt werden können und dort die Position des Kolbens erfassen. Auch die Anschlusstechnik, insbesondere die M8-Sensor/Aktor-Leitungen zur Anbindung an die TBEN-Module und M8-Power-Leitungen, lieferte Turck. Für die Positionsabfrage und Endschalter der Hubwerke wurden Bi4-M12-VP6X Sensoren verwendet.

Wer Projekte dieser Größenordnung kennt, weiß, dass zwischen Planung und Konstruktion auf der einen und der Umsetzung in der Praxis auf der andern Seite Welten liegen können. Durch die enge Abstimmung der Konstruktionsabteilung mit dem Kunden und den Böma-Monteuren war hier aber gewährleistet, dass auch der Aufbau der Anlage optimal realisiert wurde. Wesentliche Teile der Anlage wurden zuerst bei Böma aufgebaut, um erste Testläufe durchzuführen und dem Kunden eine Abnahme bzw. ein erstes Bild der Anlage zu ermöglichen. Das ersparte Aufbau-Überraschungen beim Kunden. Auch dank der I/O-Module von Turck ging der Aufbau recht zügig voran, da viele Elemente bereits bei Böma vorverdrahtet werden konnten.

Erfolg auf der ganzen (Montage)Linie

Bei der eigentlichen Inbetriebnahme der Anlage in der Produktionshalle konnte Böma die Stärke seines selbst entwickelten Baukastensystems voll ausspielen, denn die Monteure können damit auch in letzter Minute noch problemlos Anpassungen vornehmen. Die unterschiedlichen Profile haben alle dieselbe Nut, egal wie breit sie sind. Zur Verbindung der einzelnen Elemente muss nicht gebohrt werden.

Die Förderanlage konnte schließlich alle Ansprüche erfüllen. Die unterschiedlichen Linien sind perfekt in die Produktionshalle integriert. Zusätzlich wurden noch Portale unter den Linien eingerichtet, um leichtere Zugänge für die Mitarbeiter zu schaffen. Die einzelnen Komponenten des Thermomix laufen in der richtigen Zeit von A nach B, werden an keiner Stelle des Prozesses beschädigt und der Werker kann im vorgegebenen Takt direkt an der Förderlinie die Produkte entnehmen.