Inbetriebnahme Montage- und Sortieranlage

Autoren: Stefan Großecoßmann, Timo Malchus

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Einleitung

Im Wintersemester 2021/22 werden im Schwerpunkt GPE verschiedene Projekte im Bereich Robotik und Automatisierungstechnik durchgeführt. Eines dieser Projekte besteht in der automatisierten Montagelinie und anschließenden Sortieranlage für Pneumatikzylinder. Sie wird in den Artikeln Transferband und Sortieren bereits beschrieben.

Die Anlage ist Teil der letzten Produktionsschritte in der MPS - Anlage. Dort erfolgt einerseits der Weitertransport der fertig montierten Zylinder, die der Mitsubishi Roboter hergestellt hat, sowie eine Qualitätsprüfung und eine Einteilung nach Farbe in verschiedene Magazine. Die Anlage ist Stand September 2021 seit zwei Jahren nicht mehr in Betrieb gewesen. Die Aufgabe ist es daher, die Anlage wieder soweit funktionstüchtig zu machen, dass ein reibungsloser Betrieb möglich ist und darüber hinaus gehend Ideen einzubringen, um die Anlage zu verbessern.

Inhalt

Struktur und Funktion der Anlage

Zu Anfang des Projekts wurde die Anlage in einem vernachlässigten Zustand vorgefunden. Sämtliche Komponenten waren verstaubt, die Kabelage lag unsortiert und durcheinander auf den mobilen Wagen, wo das System drauf installiert ist. Erster Schritt ist daher, sich einen Überblick über die Struktur und den Aufbau der Anlage zu verschaffen.

Reparatur des Transportbandes

Durch die lange Stillstandszeit der Förderelemente hat sich das Bandmaterial verzogen, sodass sich das Band trotz laufenden Motor nicht bewegt hat. Daher war eine Demontage der Spanneinrichtung notwendig, um das Band wieder funktionstüchtig zu machen.

Anleitung, wie was geschraubt werden muss, um das Tansportband zu spannen

Akku- und Batterienmanagement für den Roboter

Neben dem Transportband und der Sortiereinheit ist ein weiterer der Aufgabenstellung die Optimierung der Stromversorgung wichtiger Roboterkomponenten. Der Mitsubishi- Roboter in der Station Montieren enthält zwecks genauer Positionierung an jedem Gelenk interne Sensoren. Bei der Inbetriebnahme muss für jedes einzelne Gelenk eine Nullpunktkalibrierung vorgenommen werden, die darin besteht, der entsprechenden Nullpunkt anzufahren und abzuspeichern. Solange der Roboter mit Spannung versorgt wird, behält der Speicher die Informationen der Nullpunktkalibrierung bei, sie gehen jedoch verloren, sobald diese unterbrochen wird.

Um dieser Problematik entgegenzuwirken wird eine batteriebetriebene Lösung entwickelt, welche die Spannungsversorgung unterbrechungsfrei sicherstellt. Dafür werden zwei Netzteile verwendet. Ein Netzteil ist an das konventionelle Stromversorgungsnetz angeschlossen, das andere wird an das EDV-Netz angeschlossen. Die Netze sind getrennt voneinander abgesichert, sodass bei Ausfall des einen Netzes ein weiteres Netz zur Verfügung steht. Darüber hinaus gibt es weitere Situationen, die beachtet werden müssen:

1. Test der Notstromversorgung: Überbrückung von 15 Sekunden Spannungsausfall, bis der Notstromdiesel eingreift
2. Black-Out-Test: Mindestens 4 Stunden Stromausfall
3. Genereller Stromausfall: Überbrückung auf unbestimmte Zeit

Neuverlegung und Beschriftung der elektrischen Leitungen

Ein weiterer Mangel, der an der Anlage aufgefallen ist, ist eine unzureichende Beschriftung der elektrischen Leitungen. Teilweise werden Leitungen doppelt mit den gleichen Bezeichnungen versehen oder die Bezeichnung fehlt schlicht. Darüber hinaus ist an der SPS nicht erkenntlich, welcher Ein-/ Ausgang mit welchem Sensor/Aktor belegt ist.

Verbesserung des SPS-Programms

Das Transportband sowie die Sortiereinheit bestehen aus zwei mechanisch und elektrisch voneinander getrennten Modulen, die jeweils eine eigene SPS und eine eigene Bedieneinheit enthalten. Beide Systeme müssen getrennt voneinander in Betrieb genommen werden und interagieren nicht miteinander, was zu folgenden Nachteilen führt:

1. Fall 1: Das Transportband wird eingeschaltet, aber nicht das Sortierband: Erzeugung eines Produktstaus vor dem Sortierband
2. Fall 2: Das Transportband wird ausgeschaltet, aber nicht das Sortierband: Das Sortierband läuft unnötig weiter
3. Fall 3: Wenn bei einem Band der Not-Aus gedrückt wird, läuft das andere Band trotzdem weiter - Sicherheitstechnisch nicht sinnvoll
4. Fall 4: Nach Drahtbruch am Not-Aus-Schalter erfolgt ein Wiederanlauf der Maschine - Darf so nicht sein

Da ein unabhängiger Betrieb voneinander keinen Sinn macht, wird das SPS Programm so umgestaltet, dass eine Interaktion zwischen den Systemen erfolgt.

Zusammenfassung

Was ist das Ergebnis? Das Ergebnis dieses Artikels ist eine Vorlage, mit der Nutzer des Wikis schnell und leicht eigene Artikel verwirklichen können. Diese Vorlage ist Bestandteil der Anleitungen aus den How-To's.

Ausblick

Was kann/muss noch verbessert werden?