Engineering erleichtern

Software - Wie in einem Puzzlespiel fügen Konstrukteure im Sondermaschinenbau die Teile zu einer Gesamtlösung zusammen. Sie berücksichtigen unterschiedliche CAD- und CAE-Anforderungen, Probleme der Steuerungstechnik, der Programmierung sowie das Normendickicht.

23. August 2005

Die unverzichtbare Basis für eine Anlagenkonstruktion bilden detaillierte CAD- und CAE-Daten aller verwendeter Komponenten. Der Konstrukteur findet die Daten der Bauteile meist auf der Katalog-CD oder der Homepage des Herstellers.

Softwaretools erleichtern das Konstruieren

Noch einfacher wird es, wenn bereits fertig erstellte Makros für das jeweilige CAE-Programm zur Verfügung stehen, die Zum Beispiel der Elektro-Konstrukteur einfach in seinen Plan einbinden kann. Da die Elektrik immer mehr in die Pneumatikwelt vordringt, bietet Festo Eplan-Makros an. Spezielle Tools erleichtern das Erstellen von CAD-/CAE-Plänen. Neben den obligatorischen 2D-Zeichnungen und 3D-Modellen bietet der Hersteller von Automatisierungstechnik auf seiner Homepage ein Programm für die Auswahl von pneumatischen Ventilinseln an. »Mit einer umfangreichen Symbol-Bibliothek und einer Schnittstelle zum Festo-Katalog auf CD-ROM lassen sich mit FluidDRAW Pneumatik- Schaltpläne und Stücklisten am PC schnell und sicher erstellen. Dabei ist ein zusätzliches CAD-System nicht erforderlich «, erklärt Eberhard Klotz, Produkt-Manager für Ventile bei Festo, die Schaltplan- Software. Weitere Engineering-Tools, die auf der Homepage des Herstellers von Automatisierungstechnik erhältlich sind, vereinfachen Berechnung und Dimensionierung. Von der Software vorgeschlagene Produkte lassen sich gleich in einer Stückliste abbilden, die direkt in das Bestellarchiv des digitalen Produkt- Katalogs übernommen werden kann. Mit dem Download von ProDrive wird die optimale Konfiguration für pneumatische Linearantriebe erleichtert, die die Belastungskennwerte für den Antrieb errechnet. Auf der Simulationsseite erspart die Auslegungs-Software ›Pro-Pneu‹ teure Realitätstests. Im Sondermaschinenbau schätzt man diese Art der Unterstützung: »Die Möglichkeit, solche Projektierungs- und Berechnungsprogramme direkt herunterzuladen oder zu bestellen, erleichtert uns die Arbeit erheblich «, stellt Oliver Krüger, Konstruktionsleiter bei Rohwedder, fest. »Häufig muß man sich nicht mehr bis ins Detail mit der Technik beschäftigen. Der Konstrukteur wird zur Eingabe der benötigten Werte aufgefordert und erhält am Ende alle Angaben über das geeignete Produkt. Somit können sich unsere Spezialisten darauf konzentrieren, die einzelnen Komponenten zu einer produktiven Anlage zusammenzustellen «, so der Experte vom Systemanbieter für Montageanlagen. Auch die Standardisierung der einzelnen Komponenten ist ein wichtiger Aspekt. Bedienung und Austausch der Bauteile sollten so einfach wie möglich sein. Dem trägt der mechatronische modulare Handhabungsbaukasten von Festo in besonderer Weise Rechnung.

Montage ohne Spezialwerkzeug

Einheitliche Anschlüsse, Bohrungen oder Verschraubungen machen es dem Konstrukteur leicht, komplette Montageanlagen aufzubauen - mit geringem Aufwand und ohne Spezialwerkzeug. Alle Produkte aus dem Handhabungsbaukasten passen zusammen, und analog zum Plug ’n’ play in der Computertechnik gilt auch bei Handhabungskomponenten und Modulen von Festo das Prinzip plug and work - anschließen und die Automatisierung kann beginnen. Während viele Anwender leicht zu bedienende Anlagen fordern, sollten unbefugte Zugriff e auf sicherheitsrelevante Funktionen verhindert werden. Nicht immer ist die Grenze zwischen beiden Interessengruppen eindeutig. Einen Ausweg bieten lernfähige Komponenten. Beispielsweise lassen sich Antriebssysteme mit wenigen Projektdaten anhand der SoftStop-Achscontroller von Festo mit nur wenigen Tasten vor Ort aktiv dämpfen. Gleichzeitig besteht die Möglichkeit, sich diese Teachvorgänge per Software herunterzuladen und zu bearbeiten. Unterschiede in der Konstruktion sind länderspezifi sch. Während die Europäer ›smart design‹, also gefällige Lösungen wünschen, legen die Amerikaner großen Wert auf ›robust design‹. Um den jeweiligen Marktbedingungen zu genügen, ist es somit unumgänglich, die Anlage bereits in der Konstruktionsphase, in bezug auf ihre Größe, Komplexität und den Automatisierungsgrad an den Zielmarkt anzupassen. An die Produktlieferanten werden ähnliche Anforderungen gestellt. Während in Europa und Asien kompakte und intelligente Einheiten gefragt sind, bevorzugen Anwender in den USA eher größere und stabilere Komponenten.

»Unsere ISO-Ventile werden in Amerika vorzugsweise hochkant eingebaut, da man sie als Kletterhilfe in den Maschinen benutzt. In Europa montiert man sie hingegen quer, um die LEDs besser ablesen zu können«, berichtet Eberhard Klotz. Bezüglich einfacher und sicherer Installation sind die USA wiederum wesentlich weiter als die Europäer. Entscheidend für weltweit tätige Firmen wie Rohwedder ist aber nicht nur, daß sie marktspezifische und entsprechend zugelassene Produkte bekommen. Die Komponenten müssen auch weltweit verfügbar sein. Dies ist für einen Partner wie Festo selbstverständlich: Mit 53 eigenen Landesgesellschaften sowie über Partner sind die Produkte des Herstellers von Automatisierungstechnik in 176 Ländern der Erde, also praktisch in jedem Winkel des Erdballs, kurzfristig erhältlich. Neben der internationalen Präsenz sind verläßliche Terminaussagen und deren Einhaltung seitens der Komponentenlieferanten unabdingbar. Verspätungen verursachen erhebliche Mehrkosten. Gefragt sind dementsprechend zuverlässige Lieferanten und solche, die flexibel auf Bestellungsänderungen reagieren. Ausgesprochen erleichternd für die Planung und die Arbeit des Konstrukteurs ist es daher, wenn die Produkte im Katalog oder im Internet mit klassifizierten Lieferzeiten versehen sind. Dies können beispielsweise Hinweise wie ›Lagermaterial, lieferbar in maximal vier Tagen‹, ›Standardausführung, lieferbar in 14 Tagen‹ oder ›Sonderanfertigung, lieferbar in vier bis sechs Wochen‹ sein. Auf diese Weise erkennt der Konstrukteur, ob eine Bestellung problemlos läuft oder ob er wegen der längeren Lieferzeit im Vorfeld mit dem Einkauf sprechen muß. Einige Hersteller haben diese Anforderung bereits umgesetzt. Festo klassifiziert derzeit die Standardlieferzeiten und hat im sogenannten Basiskatalog vermerkt, daß alle Produkte innerhalb von 24 Stunden lieferbar sind. Bei konfigurierbaren Systemen wie einer CP-Ventilinsel ist aus komplexen Gründen die wirkliche Lieferzeit nicht tagesgenau zu spezifi zieren. Im Online-Shop von Festo ist über die ATP-Klausel (available to promise) eine Lagerbestandsprüfung abrufbar, die die Verfügbarkeit der Produkte anzeigt. Flexibel zeigt man sich auch in der Lagerhaltung. Je nach Menge und Typ des Artikels gibt es Sondervereinbarungen mit führenden Kunden, um bestimmte Komponenten vorrätig zu halten. Solch ein Outsourcing des Lagers liegt bei vielen Maschinenbauern im Trend. Um die entsprechenden Kapazitäten zu erhöhen, hat Festo am Standort St. Ingbert- Rohrbach im Saarland das Logistikcenter um ein 26.000 m² großes Gebäude erweitert, das den weltweiten Anforderungen nach schnellerer Liefertreue entgegenkommt.

Weg von der Komponente - hin zum einbaufertigen Modul: Mit dem mechatronischen 3D-CAD-Mehrachsbaukasten von Festo bekommen Konstrukteure kreative Freiräume und sparen Zeit und Kosten. Fürs Greifen, Fügen, Drehen, genaue und raumgreifende Positionieren stehen mehrere hundert frei kombinierbare und aufeinander abgestimmte elektrische und pneumatische Komponenten zur Verfügung. Energieführungskette, Integrationsschlauch, Sensoren und Ventilinseln sind Konstruktions- und Lieferbestandteil fertiger Handlings. Über die CAD-Hotline der Festo Systemtechnic erhalten Konstrukteure 3D-Zeichnungen im gewünschten CAD-Dateiformat. Nach der Selektion des Handlings über die Festo Software-Guides geht alles ganz schnell: Alle Produkte sind aus dem modularen Mehrachsbaukasten in kürzester Zeit verfügbar - pneumatische Achsen oder zum Positionieren die Servopneumatik sowie elektrische Antriebe wie Zahnriemenachsen oder Spindelachsen - das Sortiment setzt keine Grenzen und erlaubt zahllose Kombinationen von Pick & Place-Lösungen über Linienportale bis hin zu Flächenoder Raumportalen. Der Hersteller von Automatisierungstechnik setzt da auf die Standardisierung der Konstruktion bei gleichzeitiger Nutzung des modularen Baukastensystems. Nicht nur die Montage, sondern auch die Installation gehört zum Leistungsumfang der Handlings. Dabei können die Systemtechnic- Spezialisten für jedes Handling auf das Katalogprogramm von Festo, nicht nur auf Antriebe, sondern auch auf leistungsfähige Ventile, Ventilinseln oder Wartungseinheiten zugreifen, mit ihnen Handlings projektieren und kundenindividuell kombinieren. Greifen und Saugen sind integrale Bestandteile der Handlings. Vorab geprüft, mit allen Konstruktionsdaten und Schaltplänen sowie umfassender Funktions- und Festpreisgarantie geliefert, verkürzen die einbaufertigen Handlings den Weg von der Idee zur Maschine und reduzieren Schnittstellen. Fix und fertig zusammengebaut und geprüft, erfolgt die Anlieferung des einbaufertigen Systems direkt an die Maschine. Komplettlösungen entlasten das Fachpersonal, Konstruktionsaufwand und -kosten bleiben gering. Einbaufertige Handling-Systeme erleichtern den Beschaffungsprozeß und senken die Prozeßkosten - dank Single Sourcing und Auftragsabwicklung über nur eine Teile- beziehungsweise Projektnummer. Zeitraubendes Wälzen von Katalogen und langwierige Lieferantenanfragen sind mit dem mechatronischen 3D-CAD- Mehrachsbaukasten passé.

Christopher Haug, Festo

Erschienen in Ausgabe: DIGEST/2005