25.02.2014

SPS bringt Motoren in Bewegung

Ein führender Automobilhersteller profitiert von der Produktionssteigerung in seiner Motorblockmontage dank des Einsatzes fahrerloser Transportsysteme (engl. Automated Guided Vehicles, kurz AGV), die Komponenten an verschiedene Stationen innerhalb des Montageprozesses befördern. Eine wesentliche Rolle im Betrieb der AGVs spielen die modularen SPSen der Melsec L Serie von Mitsubishi Electric.


Die Montage von Motorblöcken ist ein anspruchsvoller Prozess, in dem verschiedene komplexe und häufig schwere Komponenten sowohl manuell als auch robotergestützt zusammengesetzt werden. Der Wettbewerbsdruck in der Automobilindustrie ist hoch. Daher zielen Fahrzeughersteller darauf ab, Produktivität und Wirtschaftlichkeit permanent zu steigern, gleichzeitig ihre Logistik zu optimieren und den Platzbedarf zu minimieren. Um diesen hohen Ansprüchen gerecht zu werden, hat ein führender asiatischer Automobilhersteller ein modernes Handling-System eingeführt, das 130 AGVs nutzt, um Komponenten zwischen Roboterstationen, Sondermaschinen und manuellen Arbeitsplätzen zu transportieren. Der Einsatz von AGVs hat dazu beigetragen, die gesamte Anlagenkonfiguration zu optimieren und neue Produktivitätsstandards zu setzen.

Der Montageprozess

Zu Beginn des Montageprozesses wird der Motorblock - nach Bearbeitung und Reinigung - in die Montagelinie übergeben, in der zunächst die Lager installiert und geschmiert werden. Nun wird die Kurbelwelle in Position gebracht, die sich später in den Lagern drehen wird. Danach werden die Kolben in die Zylinderbohrungen des Motorblocks eingebaut. Eine stählerne Pleuelstange verbindet jeden Kolben mit der Kurbelwelle. Abschließend wird die Rückseite des Motorblocks mit einer Abdeckung verschlossen. Auf einer anderen Montagelinie wird der Zylinderkopfdeckel gefertigt. Dazu werden Zündkerzenröhren in den Zylinderkopf eingeführt. Der Kopf verschließt die Zylinderbohrungen und versieht jeden Zylinder mit einer Zündkerze und Ventilen. Der Zylinderkopfdeckel wird nun auf den Motorblock montiert, bevor eine Abdeckung an die Vorderseite des Motors, dem Zylinderkopf und dem Zahn- oder Steuerriemen angeschraubt wird. Letzterer verbindet die Kurbelwelle mit der Nockenwelle, sodass beide gleichmäßig rotieren. Damit ist sichergestellt, dass sich die Ventile genau dann öffnen, wenn die Kolben in Position sind.

Neueste SPS-Technologie im Einsatz

Die AGVs sind maßgeblich am reibungslosen Betrieb der Montagelinie beteiligt. Für eine effektive und zuverlässige Lösung benötigte der Automobilhersteller hoch kompakte AGVs, die in der Lage waren, schwere Komponenten zu transportieren. Sie sollten einfach aufzubauen, einzurichten und zu bedienen sein. Außerdem musste die Kommunikation mit dem übergelagerten Steuerungssystem des Werks via WLAN gewährleistet sein. Eine neu entwickelte Reihe von AGVs erfüllte alle diese Voraussetzungen. Ausgestattet mit SPSen der Mitsubishi Electric Melsec L Serie sowie GOT-Bedienpanels entsprechen diese Schlepp-AGVs dem aktuellsten Stand der automatisierten Handling-Technik. Die Steuerungsserie ist die neueste SPS von Mitsubishi Electric. Als kompaktes, braugruppenträgerloses Paket erfüllt sie die hohen Anforderungen im Fahrzeugbau, denn sie bringt genau die Leistung, Funktionen und Fähigkeiten, die heute in anspruchsvollen Automatisierungsaufgaben verlangt werden. Der neue modulare Controller schließt die Lücke zwischen der kompakten FX-SPS und der auf der iQ Platform basierenden modularen Hochleistungs-SPS der Melsec System Q Serie. Der Controller verfügt über die volle Leistungsstärke einer Melsec SPS der Q-Serie und ist dabei trotzdem kompakt gebaut und mit einer Bandbreite an Funktionen ausgestattet, wie sie in der Regel nicht in SPSen dieser Größe zu finden ist. Gleichzeitig lässt sich die Steuerung mit ihrem an die FX angelehnten nutzerorientierten Design einfach erweitern.

Herzstück der AGV-Steuerung

Sämtliche Funktionen, die in anspruchsvollsten Maschinenautomatisierungsprojekten benötigt werden, sind standardmäßig in die SPS CPU der Melsec L Serie eingebaut. Somit werden Hardware- und Entwicklungskosten minimiert und höchste Flexibilität sichergestellt. Jede SPS CPU der Melsec L Serie verfügt über 24 E/As, einen Zwei-Kanal-Hochgeschwindigkeitszähler, eine Zwei-Achs-Positionierung sowie Pulse-Catch- und Interrupt-Funktionen. Zu den eingebauten Datenübertragungsoptionen gehört ein Ethernet-Port als einfache Schnittstelle zu Steuerungssystemen höherer Ebenen. Diese Merkmale machte die SPSen der Melsec L Serie zum idealen 'Herzstück' der AGV-Steuerung. Dank ihres kompakten Baumaßes und der baugruppenträgerlosen Konstruktion ist die Größe der Steuerung reduziert. Dabei ist der komplette, benötigte Funktionalitätsumfang standardmäßig in die CPU integriert. Einige der 130 AGVs bewegen heute innerhalb der Montagelinie des OEMs die verschiedenen Motorblockkomponenten von Station zu Station. Dank der integrierten Ethernet Schnittstelle war die Kommunikation der SPS mit dem Steuerungssystem des Werks möglich. Die SPS empfängt dadurch Anweisungen von externen E/As, berechnet alle Parameter und steuert das AGV sicher und zuverlässig durch das Werk.

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SPS hilft, die Spitzenposition zu halten

In der Automobilindustrie herrscht ein weltweiter Wettbewerbsdruck. Ziel der OEMs ist es daher, in jedem Fertigungsbereich eine Null-Fehler-Produktion zu gewährleisten. Dies erfordert eine optimierte Logistik und hocheffiziente Montageabläufe. Ausgestattet mit SPSen der Melsec L Serie von Mitsubishi Electric leisten die neu installierten AGVs einen wichtigen Beitrag dazu. Sie helfen dem Automobilhersteller - der zu den weltweit führenden Marken gehört - dabei, seine Spitzenposition in der Motorfertigung beizubehalten.

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