Funktionalität in Software
Die Vorteile von Präzision und Softwarefunktionalität sieht Lukas Nagel auch bei den mit Servomotorklemmen EL7211 und Antriebsverstärkern AX5000 realisierten Bewegungsachsen der Arbeitsstationen, wie z.B. Schneidwerke, Drehtische und Übergabearm. Ein gutes Beispiel sei die Messtasterfunktion des Servoverstärkers AX5000, mit der sich die Ist-Position des Reglers ohne Zeitversatz abhängig von einem Ereignis speichern lässt: „Diese Funktion kommt beim Einstanzen der Geometrie in das Trägertape zum Tragen und hat während des Entwicklungsprozesses einen großen Vorteil dargestellt“, fährt Nagel fort. „Denn anfangs standen weder die genaue Kartengröße noch die Anzahl der für das spätere Aufbringen des Plasmas notwendigen, einzustanzenden Auslassungen fest. All das konnte bei der Hubstanztechnik per Software einfach festgelegt und bei Bedarf angepasst werden. So ließ sich äußerst effizient z.B. die Kartengröße oder die Anzahl der Aufbringungsfelder definieren sowie die Abrundung der Kartenecken realisieren.“
Kompakter Maschinenaufbau
Dass XTS einen flexiblen Produkttransport bei geringem Platzbedarf ermöglicht, bestätigt Lukas Nagel: „Mit dem Transportsystem konnten wir eine kompakte Anlage konzipieren und dem begrenzten Platz in der Produktion gerecht werden.“ Eingesetzt wird das XTS mit zehn Movern und 3m Streckenlänge, um das die einzelnen Arbeitsstationen aufgebaut sind. Das ergibt ein symmetrisches Maschinenlayout, bei dem auf der einen Seite das erste Vorprodukt – der untere Carrier Layer – und auf der anderen Seite das zweite Vorprodukt – der obere Layer – bearbeitet und optisch geprüft wird. In der Anlagenmitte wird die Membran ausgeschnitten, sodass in einem XTS-Umlauf die komplette Karte entsteht. „Ein zunächst ebenfalls diskutiertes Rundschalttisch-Konzept hätte deutlich größer gebaut“, so Nagel. Das Transportsystem bietet weitere Vorteile durch den dynamischen Takt und die einfache Synchronisierung schneller Arbeitsstationen mit langsamen Prozessabläufen. Stationen lassen sich besser auslasten, indem zeitintensive Arbeitsprozesse dupliziert werden. „Die langsamsten Prozesse in der Anlage sind das Laserschneiden des Vliesstoffes und das zugehörige Pick&Place“, erklärt Nagel. „Mit XTS können nun sechs Karten auf einmal vorbereitet, an das Laserschneiden übergeben und anschließend einzeln mit den entsprechenden Oberteilen verklebt werden. Ohne diese Flexibilität hätten wir wesentlich größere Membranstücke verarbeiten oder mehrfache Übergabestationen vorsehen müssen.“ XTS orientiert sich hingegen automatisch am langsamsten Prozessschritt und merkt sich dabei für jeden Mover den aktuellen Bearbeitungsstatus und die fehlenden Einsatzstoffe. Der Mover fährt dann zu den entsprechenden Stationen. Zudem vereinfache der hochflexible Produkttransport mit XTS das möglichst frühe Ausschleusen fehlerhafter Teilprodukte. Denn wird ein Teil als Ausschuss erkannt, ignoriert der Mover alle weiteren Arbeitsstationen und fährt quasi als Drängler hinter den anderen Movern her, bis das Teil ausgeschleust werden kann. Gegenüber einem Rundschalttisch vermeidet XTS also einen unproduktiven Takt sowie die unnötige weitere Bearbeitung von Schlechtteilen.
Reglerstrom begrenzen
Neben den von der Software Twincat 3 XTS Extension zur Verfügung gestellten Funktionen Kollisionsvermeidung und Aufsynchronisieren profitiert Roche auch von der Möglichkeit, den Reglerstrom zu begrenzen: „Diese Funktion nutzen wir, wenn die Werkstückträger für das Öffnen der Halteklammern mechanisch zwangsfixiert werden“, so Nagel. „Das Begrenzen des Reglerstroms vereinfacht dieses mechanische Referenzieren, ohne dass die an anderer Stelle vorteilhafte Positionsregelung über das XTS-Gebersystem verloren geht.“ Weitere Vorteile habe das zugrunde liegende Kommunikationssystem Ethercat ergeben – durch seine hohe Leistungsfähigkeit, die einfache Inbetriebnahme und die weltweite Verbreitung. Die Ethercat-P-fähigen IP67-I/O-Module konnten durch den reduzierten Verdrahtungsaufwand zusätzlich zur Vereinfachung beigetragen.
