B&R SuperTrak: Individuell am laufenden Band

Das intelligente Transportsystem SuperTrak ist kompromisslos für den industriellen Einsatz konzipiert und garantiert mit Robustheit und einfacher Wartung eine hohe Maschinenverfügbarkeit.

Robert Kickinger Manager Mechatronic Technologies
B&R

„SuperTrak von B&R bietet zuverlässige industrielle Antriebstechnologie als Basis der hochflexiblen Produktionstechnik für die individualisierte Massenfertigung.“

„Kundenspezifische Produkte haben für Verbraucher einen besonderen Wert“, sagt Robert Kickinger, Manager Mechatronic Technologies bei B&R, „deshalb sind sie bereit, dafür mehr zu bezahlen.“ Das macht z. B. die Fotobücher, die übers Internet zusammengestellt und direkt nach Hause geliefert werden, für die Anbieter so interessant. Es wird nicht zum Minimal-Preis das Standardalbum zum Einkleben verkauft, sondern zu einem Vielfachen das individuelle Einzelstück. Allerdings müssen die individuellen Produkte für den Hersteller eine Bedingung erfüllen: „Sie müssen sich in hochautomatisierter Massenfertigung herstellen lassen, sonst sind die Stückkosten zu hoch und die Produktion ist nicht rentabel“, merkt Kickinger an.

Werden an einer Maschine unterschiedlich große Fenstervarianten gefertigt, erfolgt das Umrüsten meist noch manuell. Intelligente Transportsysteme können softwaregesteuert selbsttätig Umrüsten.

Individuell statt tausendfach reproduziert

Den Wandel von der reinen Reproduktion hin zur kundenspezifischen Fertigung hat die Druckindustrie, wie das Beispiel Fotobuch zeigt, bereits vollzogen. Der industrielle Digitaldruck hat diese Entwicklung ermöglicht. Dadurch wurde die Druckvorstufe obsolet und die Entwicklung von hoch flexiblen Drucknachfolge-Maschinen angestoßen. In der Drucknachfolge wird der variable Ausstoß der Digitaldruckmaschinen automatisiert weiterverarbeitet, das individuelle Fotobuch entsteht in Losgröße 1 in der Massenfertigung.

Die hoch flexible Kooperation von SuperTrak, Roboter und CNC-Systemen in höchster Präzision bildet Produktionstechnologie für Losgröße 1.

Hindernisse auf dem Weg zur individuellen Produktion

Wenn das in der Druckbranche funktioniert, warum schließen sich diesem Beispiel nicht schon längst andere Branchen an? Woran es in vielen anderen Industriesegmenten derzeit noch mangelt, sind entsprechende Produktionsmaschinen. Doch der Wettlauf hat längst begonnen. Die zusätzliche Wertschöpfung durch die Produkt-Individualisierung ist das erklärte Ziel. Die Herstellung von Produkten, die nicht nur eine kundenspezifische Dekoration aufweisen, sondern individualisierte geometrische Abmessungen, ist zum marktübergreifenden Trend geworden. Sie ist nur heute oft noch mit zahlreichen manuellen Eingriffen verbunden.

Umrüstzeiten an den Maschinen von Produktvariante A auf Produktvariante B bedeuten Maschinenstillstand und kosten somit wertvolle Zeit und damit Geld. Die wirtschaftlichen Vorteile der Massenfertigung gehen so verloren. Das zeigt auch ein Beispiel aus der industriellen Fenster-Fertigung: Bauherren können heute aus einer Vielzahl standardisierter Fensterabmessungen wählen, aber auch kundenspezifische Abmessungen bestellen. „Die Einzelteile der Fenster werden grundsätzlich automatisiert und damit effizient gefertigt“, nennt Kickinger ein Beispiel, „nur greift heute jedes Mal ein Werker ein und stellt die Maschine mechanisch um, wenn sich die zu produzierende Größe zum Beispiel von 130 cm auf 140 cm ändert.“

Programmiert wird SuperTrak wie jede andere Lösung von B&R in der Automatisierungssoftware Automation Studio unter Verwendung vorhandener Bibliotheken und Funktionsbausteine.

Die Individualisierung der Massenfertigung

Spätestens an der Produktionsmaschine erlebt die Individualisierung in der Massenfertigung also noch Grenzen. „Für die Individualisierung ist automatisierte Flexibilität notwendig. Nur so erzielt die Massenfertigung die notwendige Produktivität“, erklärt Kickinger. Dabei sind die passenden Mittel zur erfolgreichen Umsetzung schon verfügbar. Durch moderne Informationstechnik können Kunden in die Produktdefinition eingreifen und mit ihren Bestellungen die Produktion direkt auslösen, und automatisierte, durch Software gesteuerte Umrüstvorgänge ermöglichen eine flexible Produktion, die auch bei Stückzahl 1 rentabel ist. „Kombiniert man diese beiden Möglichkeiten miteinander, ist die kundenspezifische Fertigung von Massenprodukten zu Stückkosten, die in der Serienfertigung üblich sind, realisierbar“, sagt Kickinger. „Es entstehen Maschinen der Generation Mass Customization."

Produkttransport als Schlüsseltechnik

Eine flexible Produktion in Losgröße 1 erfordert Produktionsmaschinen, die sich selbsttätig – ohne Interventionen eines Maschinenführers – anpassen. Der Rahmen für das 140-cm-Fenster ist zwangsläufig länger als der Rahmen für die 130-cm-Variante. Die Maschine muss diesen Unterschied berücksichtigen können. Intelligente Transportsysteme sind die ideale Lösung zur Realisierung hochflexibler Maschinenantriebstechnik. Im Gegensatz zu konventionellen getakteten Transportsystemen können mit intelligenten Transportsystemen alle Produkte individuell transportiert werden: mit unterschiedlichen Zielpositionen, Geschwindigkeiten und Abständen.

Aufholbedarf in der Umsetzung

„Dass wir heute solche Transport-Systeme in modernen Fertigungen so selten sehen, steht im Widerspruch zum eigentlichen Bedarf“, meint Kickinger. Ein entscheidender Grund ist der technische Reifegrad der am Markt verfügbaren Systeme. „Hier bestehen teilweise gravierende Mängel für den industriellen Einsatz.“ So kosten zum Beispiel die Einstellarbeiten zur Justierung von Führungsrollen oft viel Zeit. Einige Systeme verfügen nicht über ausreichende Traglasten, bei anderen fehlen notwendige Sicherheitsfunktionen. „Anstelle einer echten Integration arbeiten viele Hersteller mit komplexen Systemarchitekturen, die Gateway-Module erforderlich machen“, berichtet der B&R-Manager. Mitunter ist auch die Führungskonstruktion verschleißanfällig, was zu häufigen Wartungseinsätzen führt.

Industrielle Transport-Technologie

ATS SuperTrak von B&R wurde speziell für den 24/7-Betrieb in rauen Industrieumgebungen entwickelt. Das System arbeitet ebenso zuverlässig wie sicher und bietet einen einfachen und schnellen Service im Feld. „Shuttles lassen sich ganz einfach einzeln tauschen“, erklärt Kickinger einen wesentlichen Vorteil des B&R-Systems, „der Track muss nicht zerlegt werden. Dies führt zu einer sehr niedrigen mittleren Reparaturzeit (MTTR) und erhöht die Produktivität der gesamten Anlage.“

Nahtlose Integration für schnelles Umrüsten

Einen qualitativ hochwertigen Produktions-Output garantiert die Synchronisation von Shuttles mit allen Arten von Servoachsen, CNC- und Robotik-Systemen in harter Echtzeit. So lassen sich SuperTrak, Roboter und weitere CNC-gesteuerte Komponenten effektiv zu einer automatisierten Produktionseinheit ergänzen.

SuperTrak optimiert Umrüstzeiten zwischen unterschiedlichen Produkten, die auf einer Anlage gefertigt werden. Es muss lediglich über das Bediengerät oder über ein Produktionsplanungssystem eine andere Option gewählt werden und das Transport-System stellt sich automatisch auf das neue Produkt ein. Längere Stillstandzeiten, wie sie bisher nötig waren, um Anlagen mechanisch auf neue Produkte umzustellen, entfallen weitgehend oder gänzlich. Zudem erlaubt SuperTrak sehr hohe Traglasten, was den Transport auch schwerer Produkte ermöglicht.

Programmierung in Automation Studio

Wie jede andere Lösung von B&R wird SuperTrak in der Automatisierungssoftware Automation Studio programmiert. Für die Konfiguration der Shuttle-Bewegung greifen Software-Entwickler dazu einfach auf vorhandene Bibliotheken und Funktionsbausteine zurück.

Der Trend zu individualisierten Produkten wird auf der Nachfrageseite auch durch die Erwartungshaltungen der Konsumenten, insbesondere der Generation von Digital Natives, getrieben. Auf der Angebotsseite ermöglicht die Evolution der Maschinentechnik die individualisierte Massenproduktion. „SuperTrak bietet zuverlässige industrielle Antriebstechnologie für den Siegeszug dieser hochflexiblen Produktionstechnik“, sagt Kickinger.