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Transponder als Warenbegleitscheine

: Balluff


Je größer die Varianten-Vielfalt einer Produktlinie ist, umso aufwendiger gestaltet sich in der Regel eine vollautomatisierte Fertigung. Nicht so bei WERMA Signaltechnik – dort wurde eine neue Montagelinie für Signalsäulen eingerichtet, in der mit Hilfe von RFID-Technologie über 1.000-fache Varianz zu 100 Prozent beherrscht wird.

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Über die Kennzeichnung der Werkstück-Trägerpaletten mit BIS-M Datenträgern bedient sich die vollautomatische Montagelinie mit den richtigen Elektronikbaugruppen.

Über die Kennzeichnung der Werkstück-Trägerpaletten mit BIS-M Datenträgern...

WERMA Signaltechnik fertigt und vertreibt ein breites Spektrum elektrotechnischer Signalgeräte. Die Produktpalette umfasst Signalsäulen, optische, akustische, optisch-akustische und Ex-Signalgeräte, die in hochwertigen Industriegütern zum Einsatz kommen. Sie erfüllen besonders im Maschinen- und Anlagenbau wichtige Überwachungs- und Steuerungsfunktionen.

Das Unternehmen zählt weltweit zu den führenden der Branche. „Mit der umfangreichsten Produktpalette und Varianz“, wie DI (FH) Erich Martin, Prokurist und Fertigungsleiter bei WERMA, stolz hinzufügt. Er kommt damit auch gleich auf die Kehrseite der Medaille zu sprechen – nämlich die Beherrschung der Vielfalt in der Fertigung. „Viele typbezogene Unterscheidungsmerkmale einzelner Bauteile, besonders an den elektronischen Komponenten, sind optisch nicht oder nur schwer zu erkennen“, erklärt Martin am Beispiel der KombiSIGN Signalsäulen und ergänzt: „Selbst in abschließenden Kontrollen lassen sich individuelle Varianten nur schwierig vollständig abbilden.“ Von Dauer, Blink und Blitzlicht in unterschiedlichen Farben über LED-Technik bis hin zu akustischen Elementen, AS-Interface und GSM-Funk, Sprachausgabe oder Schnittstellenvarianten und alles in verschiedenen Spannungen, sind über 1.000-fache Varianten möglich. Diese hundertprozentig zu beherrschen war einer der Gründe, die neue vollautomatische Montagelinie einzurichten.

Verwechslung ausgeschlossen

Ziel war die wirtschaftliche und qualitativ hochwertige Montage der Produktlinie KombiSIGN – flexibel in Serie bis hin zu Losgrößen 1. Gleichzeitig sollte jeder manuelle
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Auf den Datenträgern des BIS-M sind Artikelnummer, Farbe, Datum, Stückzahl, Prüfhinweise und die Anzahl der Wiederbeschreibungen des Datenträgers gespeichert.

Auf den Datenträgern des BIS-M sind Artikelnummer, Farbe, Datum, Stückzahl,...

Eingriff ausgeschlossen und Verwechslungssicherheit gewährleistet werden. Dazu war es auch notwendig, den Materialfluss aus den Bereichen der Vorfertigung einzubeziehen – d. h. im Wesentlichen, die farbigen Kalotten aus der Kunststoff-Spritzgießmaschine sowie die elektronischen Baugruppen aus der Elektronikfertigung eindeutig identifizierbar zuzuführen.

Zur Identifikation der Bauteile nutzt WERMA moderne, industrietaugliche RFID-Technologie von Balluff. Das im industriellen Umfeld hauptsächlich aus dem Bereich der Werkzeugidentifikation (Toolmanagement) bekannte System wird mehr und mehr auch für Werkstückkennzeichnungen und Materialflusssteuerungen eingesetzt.

Ein Grund, warum Transponder beispielsweise in vielen Bereichen der Logistik zur Waren- und Palettenkennzeichnung verwendet werden, ist, dass induktiver Datenaustausch auch ohne direkte Ausrichtung des Produktes zur jeweiligen Lesestation, je nach Applikation sogar ohne Sichtkontakt, erfolgen kann. So entfällt im Vergleich zu anderen Kennzeichnungsmethoden das Ausrichten der Produkte und aufwendige Optiken oder Belichtungsszenarien sind nicht erforderlich.

BIS-M für dynamische Applikationen

Das bei Werma verwendete Balluff Identifikationssystem BIS besteht aus robusten Datenträgern in Miniaturbauweise, einem Schreib-/Lesekopf und einer Auswerteeinheit. Der Transponder als Kern des BIS empfängt ein Energiesignal vom Schreib-/Lesekopf, baut daraus seine Versorgungsspannung auf und sendet danach
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Ein Schreib-/Lesekopf in der Kunststoff-Spritzgießmaschine übermittelt die Produktinformationen auf den „elektronischen Warenbegleitschein“.

Ein Schreib-/Lesekopf in der Kunststoff-Spritzgießmaschine übermittelt die...

seine Daten als Pulsweiten-moduliertes Signal. Auf dem Datenträger lassen sich Identifikationsnummern und darüber hinaus komplexe Daten jeglicher Art, wie etwa Prozessparameter, Bearbeitungszustände und dergleichen, ablegen. Die hier eingesetzte BIS-Variante M arbeitet mit einer Übertragungsfrequenz von 13,56 MHz nach dem ISO 14443 Standard. Basis ist ein 752 Byte EEPROM. Lesezeiten von 16 Byte in 10 ms oder Schreibzeiten in 30 ms machen dynamische Applikationen möglich.

Strikte Ordnung im Materialfluss

Die BIS-M Datenträger sind bei WERMA feste Bestandteile der selbst entwickelten Kunststoff-Werkstückpaletten (Trays), mit denen der innerbetriebliche Materialfluss organisiert ist. Bereits in der Vorfertigung werden die einzelnen Komponenten in diesen Trays abgelegt. So beginnt schon in der Kunststoff-Spritzgießmaschine, mit der Herstellung der Kalotten für die KombiSIGN Signalsäulen, eine genau definierte Werkstückweitergabe.

In die Anlage ist eine Schreib-/Lesestation integriert, die alle zur Werkstückidentifikation erforderlichen Daten auf den Transponder am jeweiligen Tray überträgt. Dazu gehören Informationen wie Artikelnummer, Farbe, Datum, Stückzahl, Prüfhinweise und die Anzahl der Wiederbeschreibungen des Datenträgers. In jedem Tray sind bis zu 35 Kalotten in durchnummerierten Positionen abgelegt – und es werden immer 20 Trays gestapelt. „Durch die automatische Ablage über das Handlinggerät aus der Spritzgießanlage und die strikte Ordnung mit Hilfe der gekennzeichneten Trays ist absolute
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BIS-M an der Handhabungseinheit im Basislager der vollautomatischen Montageanlage für KombiSIGN Signalsäulen bei Werma.

BIS-M an der Handhabungseinheit im Basislager der vollautomatischen Montageanlage...

Verwechslungssicherheit gewährleist“, bestätigt DI (FH) Jürgen Marquardt, der zuständige Teamleiter Fertigung bei Werma. Ebenso strikt ist auch die Fertigung der Elektronikkomponenten organisiert. Sie werden ähnlich in selbst entwickelten Kunststoffpaletten mit Datenträger abgelegt.

Aus beiden Bereichen der Vorfertigung kommen die Trays manuell zur Montagelinie und dort „chaotisch“ in zwei vollautomatisch geführte Lager. „Jedes Öffnen einer Zellentür in einem Lager hat zur Folge, dass das entsprechende Entnahmegerät mit einem Schreib-/Lesekopf den betreffenden Bereich scannt und so die neuen Bestände in Art und Menge registriert“, erläutert Marquardt. So kennt die Steuerung der Montagelinie alle eingelagerten Artikel und kann sich selbständig bedienen.

An dieser Stelle weist Marquart noch auf einen weiteren Vorteil der RFID-Technologie hin: „Die Palettenkennzeichnung mit Transponder funktioniert quasi wie ein elektronischer Warenbegleitschein. Wenn aus dem Lager, das SAP-geführt gleichzeitig als Basislager dient, Teile manuell entnommen werden, erfolgt das Ausbuchen dieser Mengen sofort auf dem Datenträger des entsprechenden Trays.“ Bei herkömmlichen Kennzeichnungsmethoden müsste man beispielsweise neue Label drucken oder mit entsprechendem Aufwand die Informationen in einen übergeordneten Leitrechner eingeben.

In diesem Lager sind auch die wenigen Zukaufteile, wie etwa O-Ringe, vorgehalten. Damit letztlich
auftragsbezogen montiert werden kann, ist in die Montagelinie sogar eine Roboterzelle zum Biegen der Drähte integriert. Der Roboter biegt typbezogen Draht für Draht. „Dies hat den weiteren Grund, dass die gebogenen Drähte in einer Lagerhaltung nicht sinnvoll handelbar sind – und als Schüttgut würden sie sich zu sehr verhaken“, ergänzt Marquart.

Resümee

Das Balluff Identifikationssystem ermöglicht bei Werma den sicheren Materialfluss und die hundertprozentige Variantenbeherrschung in der vollautomatischen Montage. Auf Grund der an den Werkstückpaletten mitgeführten „elektronischen Warenbegleitscheinen“ mit allen Produktinformationen, werden die Bereiche der Vorfertigung mit der Montagelinie, ohne den Aufwand eines übergeordneten Rechners, verbunden. Durch Integration in das SAP-System ist allzeit die Übersicht über jedes einzelne Bauteil gewährleistet und gleichzeitig eine auftragsbezogene Montage möglich. Für Werma ist die Verwechslungssicherheit im Materialfluss und der vollautomatischen Montage ein Stück Qualität, die das Unternehmen seinen Kunden in außergewöhnlicher Varianz bietet.
Über die Kennzeichnung der Werkstück-Trägerpaletten mit BIS-M Datenträgern bedient sich die vollautomatische Montagelinie mit den richtigen Elektronikbaugruppen.
Auf den Datenträgern des BIS-M sind Artikelnummer, Farbe, Datum, Stückzahl, Prüfhinweise und die Anzahl der Wiederbeschreibungen des Datenträgers gespeichert.
Ein Schreib-/Lesekopf in der Kunststoff-Spritzgießmaschine übermittelt die Produktinformationen auf den „elektronischen Warenbegleitschein“.
BIS-M an der Handhabungseinheit im Basislager der vollautomatischen Montageanlage für KombiSIGN Signalsäulen bei Werma.


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