07.05.2013

Vollautomatisiert in den Versand

Mehr als 500.000 Motoren und an die 750.000 Getriebe pro Jahr fertigt Opel aktuell in Wien-Aspern. Rund 70% davon gehen per LKW und Bahn an die europäischen Fahrzeug-Produktionsstätten, die restlichen 30% gelangen per Schiff zu den weltweiten Standorten des GM-Konzerns. Für die Übersee-Transporte werden diese Aggregate in spezielle Kartons verpackt, damit sie optimal geschützt sind. Am Ende des dafür notwendigen Verpackungsprozesses verschließt eine moderne Umreifungsanlage die Transportkisten voll automatisiert. Das Besondere dabei: Die normgerechte Absicherung dieses Arbeitsbereiches realisiert Opel nicht klassisch mit Schutzzäunen, -türen oder Lichtvorhängen, sondern barrierefrei mit dem weltweit ersten sicheren, dreidimensionale Kamerasystem SafetyEye.

Autor: Thomas Reznicek, Chefredakteur Austromatisierung


Seit 1982 fertigt General Motors, kurz GM, am Standort Wien Getriebe und Motoren. Insgesamt 21 Mio. Fünf- und Sechsganggetriebe sowie ca. 12 Mio. Dreizylinder- und Vierzylinder-Benzinmotoren verließen in zahlreichen Varianten bis Ende 2012 das weltweit größte Motoren- und Getriebewerk innerhalb des GM-Konzerns. Pro Minute produziert Opel Wien zwei Motoren und vier Getriebe. Beliefert werden Produktionsstätten rund um den Globus, 80% aller in Europa neu zugelassenen Opel-Modelle, darunter auch das neue Modell Adam, sind mit Antriebseinheiten aus Wien-Aspern ausgestattet.

Transportschutz muss hundertprozentig sein

Knapp ein Drittel der in Wien produzierten Getriebe und Motoren erhält für den Versand in die Produktionsstätten von GM außerhalb Europas einen speziellen Transportschutz. In einer sogenannten Übersee-Verpackung - eine holzverstärkte Kartonage - werden jeweils mehrere Aggregate stoß-, rutsch- und vor allem wasserfest zusammengepackt. "Früher erledigte diese aufwändige Verpackung ein externer Partner für uns", erzählt Peter Czetina, Safety Engineer bei Opel Wien. "Heute machen wir das selbst - wir beladen die Container direkt hier im Werk. Dadurch konnten wir nicht nur die Flexibilität und letztendlich die Produktivität, sondern vor allem die Qualität der Verpackung steigern - die entsprechende Qualitätskontrolle erfolgt nun im Haus." An Spitzentagen sind es bis zu zehn Container. Geschwindigkeit spielt hier eine große Rolle - diesbezüglich war in der Vergangenheit die sogenannte Bänderung der bis zu knapp 2,7 Kubikmetern großen Transportkisten ein verhältnismäßig zeit- sowie arbeitsintensiver Verpackungsschritt, der per Hand erfolgte. Die Idee, diesen Prozess zu automatisieren, lag nahe. "Wir entschieden uns, eine vollautomatisierte Umreifungsmaschine einzusetzen", berichtet Peter Czetina weiter. Dafür wurde im Vorfeld eine Risikoanalyse durchgeführt und anhand derer die zu treffenden sicherheitsrelevanten Vorkehrungen definiert. Teamarbeit sowie ein optimales Betriebsklima sind für Opel gelebte Werte, die Sicherheit der Mitarbeiter ist oberstes Gebot. "Sicherheit braucht aber die Akzeptanz der Mitarbeiter", weiß Peter Czetina. Ein Schutzzaun beispielsweise birgt generell die Gefahr in sich, unter Umständen umgangen zu werden. Bei der neuen Umreifungsmaschine für die Übersee-Verpackung war klar: Es müssen entsprechende Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden, sodass kein Mitarbeiter während des Umreifungsvorgangs gefährdet ist. Deshalb sollte eine effiziente und kostengünstige, dabei aber auch flexible und kompakte Lösung, die den laufenden Betrieb nicht behindert, zum Einsatz kommen.

Dreidimensional sicher aus der Vogelperspektive

Die Transportkisten werden mithilfe eines Gabel-Staplers der Anlage zu- und wieder abgeführt. Mehrere Absicherungs-Varianten standen zur Diskussion, von klassischen Schutzzäunen und -türen über eine komplette Einhausung mit Rolltoren bis hin zu Lichtschranken mit Mutingfunktion. Was den Platzaufwand als auch die Alltagstauglichkeit anbetrifft, waren diese Lösungen jedoch nicht optimal. Entschieden hat sich Opel schließlich für das sichere, dreidimensionale Kamerasystem SafetyEye des Automatisierungsunternehmens Pilz. Ausschlaggebend war, dass SafetyEye eine effiziente, platzsparende und wartungsarme Lösung darstellt, die zudem die Sicherheit des Arbeitsbereiches gewährleistet. Das Kamerasystem besteht aus den Komponenten Sensoreinheit, Hochleistungsrechner sowie Sicherheitssteuerung. Die aus drei Kameras bestehende Sensoreinheit ist einige Meter über den zu überwachenden Raum, bei Opel der Versandanlage, montiert und liefert permanent Bilddaten. Der Hochleistungsrechner dient als Auswerteeinheit. Diese berechnet auf Basis der erfassten Bilddaten und anhand hochkomplexer, sicherer Algorithmen ein räumliches Bild. Somit ist es möglich, Objekte räumlich wahrzunehmen und ihre Position exakt zu bestimmen. Die so gewonnenen Daten werden dann mit den konfigurierten Schutzräumen überlagert. Das System erkennt dadurch, wenn eine Verletzung des Schutzraumes vorliegt. Ist das der Fall, meldet der Hochleistungsrechner ohne Verzug dem programmierbaren Steuerungssystem PSS 3000, ebenfalls von Pilz, die entsprechende Information. Über die Ein- und Ausgänge als Schnittstelle zur Maschinensteuerung würde dann eine definierte Sicherheitsfunktion - etwa Not-Halt oder sichere Geschwindigkeit - ausgelöst. Die komplette Installation, Programmierung und Justierung des Systems führte Pilz im Auftrag von Opel Wien durch. Für die Schutzraumüberwachung wurden insgesamt acht Schutz- und Warnräume geschaffen, sodass der Zugang von allen Seiten - auch von oben - gesichert ist und ein Übersteigen des Schutzraums ausgeschlossen. Das sichere 3-D Kamerasystem kann in bis zu 7,5m Höhe installiert werden - daraus resultiert auch der erfassbare, pyramidenförmige Bereich, dessen Grundfläche bei maximaler Einbauhöhe der Sensoreinheit rund neun auf acht Meter beträgt. Innerhalb dieser Pyramide lassen sich beliebige Schutzräume frei definieren bzw. mit unterschiedlichen Sicherheitsfunktionen hinterlegen. Bei Opel sind die äußeren vier Räume als Warnräume eingerichtet - betritt ein Mitarbeiter einen dieser Räume, so ertönen ein akustisches sowie zeitgleich ein optisches Warnsignal. Erst wenn diese Warnzone überschritten wird und einer der vier eigentlichen Schutzräume betreten wird, erfolgt der sofortige Stopp der Maschine. Dabei sind es lediglich 150 Lux Beleuchtungsstärke, die für den zuverlässigen Betrieb des sicheren Kamerasystems notwendig sind.

Sicher und produktiv

Die Erstveröffentlichung dieses Beitrags erfolgte in unserem Partnermagazin Austromatisierung.

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