Die Situation vor Ort:
Im Zulieferunternehmen werden Bauteile für zwei Fahrzeugtypen gegossen und nach einer Sichtkontrolle mit Einpressbuchsen bestückt. Nach der Pressung wird das Bauteil vom Bediener direkt in eine Palettenbox gelegt, die, wenn sie voll ist, zum Versand freigegeben wird. Da diese Palettenbox beim Autohersteller direkt ohne weitere Kontrolle zum Montageband kommt, ist es äußerst wichtig, dass die Bauteile in der Box immer komplett mit Einpressbuchse versehen sind. Andernfalls entsteht eine Störung im Montageablauf beim Autohersteller.
Die Aufgabenstellung:
Die Vollständigkeitskontrolle sollte über eine Verwiegung der Verpackungseinheit (Palettenbox) erfolgen, und zwar nicht dann, wenn die Box voll ist, sondern direkt nach dem Einlegen jedes einzelnen Bauteiles, so dass fehlerhafte (unvollständige) Bauteile sofort erkannt und ausgemustert werden können. Das bedeutete, ein Wägesystem mit einer Steuerung zu entwickeln, die den Bediener führt und die mit dem Einpressautomaten gekoppelt ist.
Des Weiteren musste die Kontrolle per Waage für zwei Produktlinien mit unterschiedlichen Gewichten („leicht“ oder „schwer“) möglich, sowie bei Ausfall des Wägesystems der Betrieb des Automaten trotzdem sichergestellt sein.
Die Lösung:
MTS realisierte die Vollständigkeitskontrolle per Verwiegung über eine für diese Applikation entwickelte hochpräzise Bodenwaage, auf der die Palettenboxen gestellt werden, und einer Siemens Automatisierungseinheit auf Basis S7-300 mit FTA-Waagen-Anschaltbaugruppe mit Multipanel MP177 zur Anzeige sowie einer speziell entwickelten Ablaufsteuerung.
Nach dem Aufsetzen der leeren Palettenbox auf die Bodenwaage muss der Bediener manuell den Vorwahlparameter Art des Bauteiles einstellen: Schalter auf „leicht“ oder „schwer“ stellen und über den Taster das Messprogramm starten. Mit dem Start wird als erstes eine automatische Tarierung der Waage vorgenommen und anschließend der Einpressautomat freigegeben. Auf der Anzeige erscheint „Freigabe“. Daraufhin kann der Bediener das erste Bauteil in den Pressautomaten und danach und einer Sichtprüfung in die Palettenbox legen. Die Wiegung erfolgt automatisch und blockiert in dieser Zeit den Einpressautomaten.
Liegt das Messergebnis innerhalb der Vorgaben, wird die Waage wieder tariert, die Sperrung des Automaten aufgehoben. Die Anzeige wechselt von „Sperrung“ auf „Freigabe“; somit kann das nächste Bauteil eingelegt werden.
Sollte das Messergebnis nicht innerhalb der Sollwertgrenzen liegen, gibt die Anzeige „Fehler“ an und damit an den Bediener die Aufforderung, das Bauteil zu prüfen und nachzubearbeiten. Über die Starttaste hat er den Wägeprozess erneut zu starten.
Wenn die Palettenbox mit einer Lage Bauteile gefüllt ist, ist ein Zwischenboden einzulegen. Die Steuerung überwacht über das ermittelte Gewicht die Anzahl der Teile pro Lage und fordert bei Erreichen der entsprechenden Stückzahl das Einlegen des Zwischenbodens.
Akzeptiert die Waage den Zwischenboden anhand der Gewichtsparameter, erfolgt wieder eine automatische Tarierung sowie die Freigabe des Einpressautomaten. Andernfalls schaltet das Programm auf „Fehler“ und der Bediener muss den Zwischenboden tauschen und erneut einlegen.
Auch die letzte Lage Bauteile in der Palettenbox wird mit einem Zwischenboden abgedeckt und durchläuft so dieselbe Routine. Danach wird die Box von der Bodenwaage aufgenommen, wodurch eine Sperrung der Waage und des Automaten ausgelöst wird. Mit dem Aufsetzen der nächsten Palettenbox erfolgt der erneute Programmdurchlauf.
Zusätzlich wurde eine codegesicherte „Hand/Automatik“-Funktion programmiert, die den Betrieb des Einpressautomaten auch ohne Waage (z.B. bei Ausfall des Wiegesystems) ermöglicht. Diese Einstellung kann nur vom Supervisor vorgenommen werden.