Automatisches Drahtrouting reduziert Konstruktionsaufwand

Weigert Elektronik hat sich das Ziel gesetzt, eine durchgängige IT-gestützte Prozesskette von der Konstruktion bis zur Fertigung der Schaltschränke zu realisieren. Bernd Röbke-Lange, staatlich geprüfter Techniker und zuständig für die Planung bei der Weigert Elektronik GmbH, berichtet: \“Insbesondere für das Routen haben wir nach einer geeigneten Lösung gesucht, um so automatisiert eindeutige Leitungsverbindungen mit exakten Längen und möglichst geringem Verschnitt zu erhalten.\“ Maßgeschneiderte Lösungen in der industriellen Automatisierungs-, Antriebs- und Steuerungstechnik realisiert Weigert seit vier Jahrzehnten. In den vergangenen Jahren hat sich das Unternehmen mit seinen 25 Mitarbeitern auch der Thematik der erneuerbaren Energien angenommen. In Einzelausfertigungen und auch Kleinserien verlassen rund 160 Schaltschränke im Jahr den Betrieb. Weigert Elektronik investierte im Frühjahr 2011 in einen mobilen Verdrahtungsarbeitsplatz, die Steinhauer eCAB PWA, welche der Verdrahter zum Schaltschrank fahren kann. Die Ablängung der Kabel und gegebenenfalls die Aufbringung von Aderendhülsen kann so sukzessive durchgeführt werden. Dabei visualisiert ein integrierter Monitor die Fertigungsschritte. Er zeigt die aktuelle Drahtliste mit Kennzeichnung der jeweiligen Start- und Zielpunkte eines Kabels sowie den zugehörigen Aufbauplan. Den hierzu erforderlichen Input wie Drahtlänge und Verlegewege im Schaltschrank liefert die Planung. Zwar stellt das eingesetzte CAE-System Eplan den erforderlichen Input zur Verfügung, doch oft wird von den Anwendern auch die Verarbeitung anderer CAE-Formate gewünscht. Es ist nicht effektiv, mit wechselnden Systemen in unregelmäßigen Abständen Schaltschränke zu konzipieren. Vielmehr macht es Sinn, systemneutral unter einer einheitlichen Bedieneroberfläche zu planen. Daher sahen sich die Verantwortlichen nach einer geeigneten CAE-Systeme übergreifenden Software um. Der entscheidende Hinweis auf das Modul \’Drahtrouting\‘ des Softwarepakets ELSchrank kam von der Firma Steinhauer. Die von der H.O.S. CAE-Systemtechnik KG entwickelte systemneutrale CAE-Software ist unter Windows NT/2000/XP/WIN7 lauffähig. Sie importiert Artikelstammdaten, Stück- sowie Klemmenlisten und verfügt über Datenschnittstellen wie DXF-Import, -Export sowie EXF zur Rückdokumentation an Eplan. Als ein offenes System kann diese Planungssoftware individuellen Anforderungen entsprechen und mit gängigen CAE-Systemen wie E3, ELCAD, Eplan, Ruplan und WSCAD kommunizieren. Darüber hinaus verfügt die Software über Schnittstellen zu den gängigen Datenformaten, z.B. ECAD-Bauteilenorm, Artikeldaten von Moeller, Siemens, Rittal, Weidmüller. Somit können benötigte Bauteiledaten wie Abmessungen in einer anwenderspezifischen Bauteiledatei verwaltet werden. Außerdem können zu jedem Bauteil ergänzende Parameter z.B. Sperrabstände hinterlegt werden. Das Modul \’Drahtrouting\‘ generiert u.a. alle notwendigen Verdrahtungsdaten in den erforderlichen Formaten für Kabelkonfektionierungsanlagen. Damit stehen Informationen über Start und Ziel der Drähte, Art der Aderendhülsen (Crimpungen) sowie Kennzeichnungsdaten für die Leitungen nach DIN60204 / VDE0113 bereit. Herstellerunabhängig beim automatischen Drahtrouting ELSchrank ist in der Lage, fehlende Verbindungseigenschaften für das Routing nachzutragen. Aus diesen Informationen unter Verwendung der Artikel- und Baugruppenstammdaten wird das Schaltschranklayout erstellt. Auf die sich ergebenden Positionen der Kabelkanäle, Tragschienen und der Baugruppen setzt das vollautomatische Drahtrouting auf und ermittelt die einzelnen Längen. Bei der Verdrahtungsplanung wird beachtet, dass die Steuer- und Energieleitungen voneinander getrennt verlegt werden, um eine spätere gegenseitige Beeinflussung auszuschließen. Nach dem Routing steht dem Anwender eine optimierte Verdrahtungsliste zur Verfügung, die zu jeder zu verlegenden Leitung die Angaben über Länge, Farbe, Querschnitt sowie Start, Ziel und Verdrahtungsrichtung enthält. Nach ausführlicher Prüfung der H.O.S.-Software erhielten die CAE-Anbieter im Sommer 2011 die Bestellung von Weigert. \“ELSchrank stellt die Daten für die Fertigungsprozesse aus den unterschiedlichen CAE-Systemen unter einer einheitlichen Benutzeroberfläche zur Verfügung. Im Ergebnis wird nun nur noch die Führung einer einzigen Bauteilverwaltung erforderlich. So existieren zur Bearbeitung auch einheitliche Darstellungen\“, erklärt Bernd Röbke-Lange. Die Installation von ELSchrank beinhaltete das Einpflegen der Stammdaten wie Artikel-Nummern, Bezeichnungen der Artikel sowie von Symbolen für neue Bauteile oder Sonderbauteile. Weiterhin erfolgten softwaretechnische Anpassungen an die vorhandenen Steinhauer-Maschinen eCAB PWA sowie das eCAB Workcenter für die zerspanenden Fertigungsprozesse im Schaltschrankbau. Deutliche Durchsatzsteigerung von mehr als 20% Die eigentliche Einweisung vollzog sich mit \’Learning by Doing\‘ innerhalb von drei Tagen. Schon nach kurzer Anlaufzeit wurde bei den kleineren Schaltschränken eine Durchsatzsteigerung von mehr als 20% festgestellt. Die in diesen Fällen eingesetzten Montageplatten sind bis zu 500mm breit. \“Die Durchsatzsteigerung bei breiteren Schaltschränken fällt geringer aus. Weil der eingesetzte Verdrahtungsassistent maximal Kabel-Querschnitte von 2,5mm² verarbeitet\“, stellt Bernd Röbke-Lange fest. Bei der Verwendung von größeren Querschnitten, wie sie häufiger die Fertigung von breiteren Schaltschränken erfordert, erfolgt in diesen Fällen die Ablängung und Aderendbearbeitung manuell. Bereits im Softwareprogramm erhalten diese Kabel eine entsprechende Markierung. Unabhängig von der Größe des Drahtquerschnitts sind die Verdrahtungsarbeiten aufgrund des eindeutigen Verdrahtungsweges schnell und fehlerfrei zu erledigen. Durchaus kann diese Aufgabe auch eine angelernte Arbeitskraft durchführen, sodass die Fachkräfte sich anderen Aktivitäten zuwenden können. Durchgängig bis zur mechanischen Vorfertigung