iTRAK®-System erzielt außergewöhnliche Gesamteffizienz

„Mass Customization“ ist ein Konzept, das es schon seit Jahrzehnten gibt. Doch mit dem Aufkommen des Internet der Dinge (Internet der Dinge) und der immer ausgefeilteren Automatisierungstechnologie wird eine flexible Fertigungsumgebung, die effizient mehrere SKUs und eine personalisiertere Produktion abdecken kann, zur Realität.

„Unsere Kunden suchen nach neuen und besseren Möglichkeiten, ihre Prozesse zu automatisieren“, sagt Mark Meckem, Director of Engineering and Technology bei DT Engineering. „Wir arbeiten mit Kunden und Lieferanten zusammen, um Lösungen anzubieten, die die Zykluszeit einhalten, die Kapitalrendite verbessern und die Herausforderungen der Belegschaft angehen.“

DT Engineering ist ein familiengeführter Entwickler für industrielle Automatisierung und Systemintegrator, der sich durch einen innovativen Ansatz bei der Projektausführung auszeichnet, indem er Konzepte zum Leben erweckt. Das Unternehmen mit Sitz in Lebanon, Missouri, bedient führende Unternehmen aus den Bereichen Haushaltsgeräte, HLK, Landwirtschaft, Reifen, Konsumgut sowie Pharma- und Medizinprodukte.

Konventionelle Förderbandtechnik begrenzt die Gesamteffizienz

Da die Gesamteffizienz (OEE) für die Kapitalrendite (ROI) entscheidend ist, ist die OEE ein key performance indicator für die meisten Branchen. Verbesserungen bei der Austauschzeit und der Genauigkeit der Anlagen wirken sich auf die OEE aus und verbessern so die Kapitalrendite.

Förderbandtechnik ist für viele industrielle Anwendungen von zentraler Bedeutung. Und die verwendete Methode begrenzt oft die Verbesserungen der Gesamteffizienz. 

Konventionelle Förderbänder sind so konzipiert, dass sie Produkte mit einer festen Geschwindigkeit auf einem vorkonfigurierten Pfad durch eine Linie transportieren. Die Produkte auf dem Förderband sind gleichmäßig verteilt, und das System läuft nur so schnell wie der langsamste Prozess in der Linie.

„Bei Hochgeschwindigkeitsanwendungen für Bestückungs-,Montageautomaten und Verpackung müssen Produkte kontrolliert und präzise transportiert werden“, erklärt Meckem. „Althergebrachte, mit Nocken oder Riemen angetriebene Maschinen bieten zwar eine hohe Genauigkeit, aber keine Flexibilität. Ein System, das auf flexibles Transportsystem basiert, bietet sowohl Genauigkeit als auch Flexibilität und reduziert so die Investitionskosten für mehrere SKUs.“

Kürzlich hat DT Engineering diesen neuen Ansatz angewandt, um die Maschinengeschwindigkeit und Leistung in einer Multi-Anwendungslösung mit Rockwell Automation flexibles Transportsystem (ICT) zu verbessern.

Ein besserer Weg

„Wir haben mit Rockwell Automation zusammengearbeitet, um ein zweistöckiges System für einen Fortune 500-Kunden auf Basis von iTRAK® flexibles Transportsystem zu entwickeln und bereitzustellen“, so Meckem. „Wir haben die Lösung so konzipiert, dass sie den OEE-Standard des Kunden – 85% – erfüllt. Derzeit erreicht das System eine key performance indicator von 97%.“

Aufgrund dieses Erfolgs entwickelte DT Engineering eine zweistöckige iTRAK®-Lösung, die als Prototyp für viele Anwendungen dienen kann.

Die iTRAK®-Technologie basiert auf linearen Synchronmotoren, die die unabhängige Steuerung mehrerer magnetisch angetriebener Träger ermöglichen. Die Steuerungssoftware und die integrierten Sensoren berechnen kontinuierlich die Trägerposition.

Anstatt mit einer festen Geschwindigkeit zu fahren, bewegen sich die Träger unabhängig von Station zu Station.

In der Prototyp-Lösung transportiert ein iTRAK®-System Produkte zu Verarbeitungsstationen. Ein zweites iTRAK® läuft über Kopf und kann verschiedene Rollen übernehmen.

„Die Möglichkeit, Werkzeuge von einem iTRAK®-System auf ein anderes zu übertragen, schafft mehrere Möglichkeiten für einen verbesserten Produktfluss“, so Meckem. „Beispiel: Das System kann verwendet werden, um mehrere SKUs zu lagern, die Qualitätskontrolle zu verwalten, Komponentenrevisionen zur Unterstützung von Garantieartikeln zu ermöglichen und zusätzliche Prozesse zu integrieren, die die Zykluszeit verbessern.“

„Das System kann auch so konfiguriert werden, dass es zwei SKUs gleichzeitig ausführt“, fügte Meckem hinzu.

Die Lösung läuft auf einer Allen-Bradley CompactLogix™ 5380 Steuerung und umfasst Allen-Bradley Kinetix® 5700 Servoantriebe, Allen-Bradley PanelView™ Grafikterminals und Allen-Bradley Stratix® 5700 Managed Switches. Die Lösung ist in ein EtherNet,IP™ Netzwerk integriert.

Für die Bestückungs-,Montageautomaten-Anwendungen in der Prototypenmaschine installierte DT Engineering FANUC® Roboter. FANUC ist ein Encompass™ Product Partner im Rockwell Automation PartnerNetwork™ Programm. Zusätzlich ist DT Engineering ein autorisierter Systemintegrator für FANUC Roboter.

Effizienter. Wiederholbar.

DT Engineering kann die Prozessschritte, die in ihren vorherigen Maschinenanwendungen verwendet wurden, replizieren. Aber dank des iTRAK® Verfahrsystems hat sich die Art und Weise, wie sie diese Schritte ausführen können, erheblich verändert.

„Da Beschleunigungen, Verzögerungen, Geschwindigkeiten und Positionen alle programmierbar sind, können wir tatsächlich zwischen einigen der Verarbeitungsstationen beschleunigen und verlangsamen“, erklärte Meckem. „Dies verbessert die Gesamteffizienz des Systems erheblich.“

„Und da die Toleranzen elektronisch eingestellt und kontrolliert werden, ist das System hochgradig wiederholbar“, fügte Meckem hinzu.

Präzise Synchronisierung

Der herausforderndste Aspekt des Projekts war die Umsetzung des erfinderischen Ansatzes des Unternehmens zur Materialabgabe mit dem oberen iTRAK®. Um eine Last abzugeben, muss eine von der oberen Schiene transportierte Baugruppe für ein Zeitintervall mit dem Produkt verbunden werden, das von der unteren Schiene getragen wird.

Eine präzise Synchronisierung – auf 7 Tausendstel Zoll (7 × 10⁻³″) genau – war eine technische Meisterleistung, die außergewöhnliche Zusammenarbeit zwischen DT Engineering und dem Rockwell Automation Team erforderte.

„Rockwell Automation hat die Simulationen für uns durchgeführt, um die Anzahl der Träger zu bestimmen, die auf beiden iTRAK® Verfahrsystemen benötigt werden – und die Verweilzeit, die für jede Station erforderlich ist“, sagte Meckem.

Um die Gesamteffizienz weiter zu steigern, umfasst der Prototyp eine PTC® Vuforia® AR Erfahrung, die die Wartung vereinfacht, indem sie Bediener durch die Verfahren führt. PTC®, ein führendes Unternehmen für digitale Transformation, ist ein strategischer Allianzpartner von Rockwell Automation.

DT Engineering erwartet, dass viele Kunden durch die Nutzung neuer Möglichkeiten zur Entwicklung und Bereitstellung von iTRAK® Lösungen – und intelligenter, digitaler Technologien – eine erhebliche Kapitalrendite auf die Gesamteffizienz erzielen werden.

Erfahren Sie mehr darüber, wie Rockwell Automation die Leistung von Maschinenbauern verbessert.