VST, Produktionslinie für Sprinklerrohre

Vom Rohrbündel zur geschweißten Sprinklerleitung: eine automatische Produktionslinie mit einer einzigen Steuerung von Anfang bis Ende.

Auftraggeber: Juffermans Machinebouw, für VST
Fertigung: Oudewater
Bereich: Steuerungstechnik
Fachgebiet: Industrielle Automatisierung

Produktionslinie für Sprinklerrohre mit Rollenbahnen und einem Yaskawa-Schweißroboter über der Linie — VST, Produktionslinie für Sprinklerrohre

Unsere Leistungen

VST stellt Sprinklerrohre für den Brandschutz her. Juffermans Machinebouw baute für VST eine neue, automatische Produktionslinie; im Auftrag von Juffermans erstellten wir die komplette Steuerung: die Schaltschränke, die Stromlaufpläne, die SPS-Software, die Bedienung und die Inbetriebnahme.

Die Linie verarbeitet Rohre von DN32 bis DN100 mit einer Länge bis 7,2 Meter. Die Rohre kommen aus dem Bündellager, werden gefräst, genutet und miteinander verschweißt, anschließend setzen Schweißroboter die Anschlüsse. Die Steuerung verfolgt für jedes Rohr, wo es ist und welche Bearbeitung noch aussteht.

Nach der Übergabe haben wir die Linie weiter ausgebaut, unter anderem mit einer Datenbank und dem Export von Produktionsdaten.

Unsere Arbeit in diesem Projekt

Schaltschränke mit Antrieben, IO und Sicherheitsrelais
SPS-Software in CODESYS und Bedienung in JMobile
Bündellager mit Bündelwagen und einem Drehmagazin
Fräs- und Nutmaschinen für verschiedene Rohrgrößen
eine Endlosschweißung und die Anbindung an zwei Roboterschweißzellen
Auftragsimport, Datenbank und Datenexport

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Was diese Steuerung besonders macht

Eine Produktionslinie, auf der Dutzende Rohre gleichzeitig unterwegs sind, verlangt mehr als eine Reihe einzelner Maschinen. Das Herz der Linie ist der Schnittplan: Aus Lagerrohren und Restlängen früherer Aufträge bestimmt die Steuerung, wie die Rohre zusammengeschweißt und auf Maß gesägt werden. Diese Logik schrieben wir zuerst in Python und rechneten sie mit echten Aufträgen durch: pro Schritt, welches Rohr links und rechts liegt, wo gesägt und geschweißt wird und welche Restlänge zurück ins Lager geht. Die Ergebnisse haben wir mit VST besprochen.

Erst als die Simulation stimmte, setzten wir den Code in CODESYS um. Zum Testen der Auftragsverarbeitung erzeugten wir Testaufträge als XML mit Python, und in der JMobile-Bedienung sorgen JavaScripts unter anderem dafür, dass jeder Anschlusstyp dem richtigen Rohr zugeordnet wird. Eine Simulation fängt viel ab, aber nicht alles: Die letzten Ausnahmen beseitigten wir, indem wir in der Produktion kleine Aufträge mit möglichst viel Variation fuhren.

Schnittplan in Python: Der Schnittplan wurde zuerst als Python-Simulation aufgebaut und mit echten Aufträgen durchgerechnet, einschließlich Restlängen und Schweißnähten, und danach in CODESYS umgesetzt.
Rohre verfolgen: Ein eigenes Tracking verfolgt etwa fünfzig Rohre gleichzeitig: wo sie sind, welche Größe sie haben und welche Bearbeitung noch nötig ist.
CANopen und Wago: Die IO ist über die Linie auf ein CANopen-Netzwerk mit Wago-Modulen verteilt. Durch eine höhere Busgeschwindigkeit hielten wir die Netzwerklast niedrig.
Elektronische Kopplung: Die Höhenverstellung der Linie läuft über eine elektronische Kopplung der Antriebe, sodass sich alle Stützpunkte exakt gleich bewegen.
Schweißen und Roboter: Die Steuerung steuert die Endlosschweißung und die Schweißgeräte von Fronius an und tauscht Daten mit zwei Roboterschweißzellen von Yaskawa aus.
Aufträge und Daten: Aufträge kommen als XML herein und werden per Kanban abgearbeitet. Produktionsdaten gehen für Berichte in eine SQL-Datenbank; ein OPC-UA-Server hält die Systeme synchron.
Rezepte und Bedienung: Rezepte pro Rohrgröße, Alarmseiten, Benutzerrechte und eine niederländischsprachige Bedienung in JMobile auf Exor-Panels.
Sicherheit und Fernzugriff: Eine Sicherheits-SPS mit Türverriegelungen von Euchner und Schutzzäunen pro Zone sowie Fernwartung über eWON.

Mehr über unser CODESYS-Know-how

Vom Auftrag zum Rohr, ohne Abtippen

Hinter den Maschinen steht eine Bedienung, die die gesamte Produktion organisiert. Dutzende Bildschirme, für den Bediener übersichtlich gegliedert: Aufträge, Lager, Produktion und Diagnose.

Aufträge. Aufträge kommen als Datei aus dem Auftragssystem und erscheinen auf einem Kanban-Board: von Backlog über zu erledigen bis in Produktion. Der Bediener kann Reihenfolge und Details anpassen; die Linie arbeitet die Warteschlange selbstständig ab.
Anschlüsse als Rezept. Jeder Anschlusstyp, etwa eine Muffe oder eine Schweißung, ist als Rezept hinterlegt und lässt sich pro Auftrag dem richtigen Rohr zuordnen. Neue Typen legt VST selbst an.
Lager im Blick. Der Rohrbestand im Drehmagazin und auf den Bündelwagen lässt sich pro Größe verfolgen, auffüllen und leeren.
Jedes Rohr verfolgbar. Ein Produkttracker zeigt, welches Rohr wo in der Linie ist, welche Bearbeitung noch kommt und welche Produkte fertig sind.
Flexibel produzieren. Prozessschritte lassen sich pro Auftrag ein- oder ausschalten, etwa Rohre ohne Schweißen durchschleusen.
Störungen und Diagnose. Alarmliste mit Historie, Diagnose der Frequenzumrichter und eigene Bildschirme für die Kommunikation mit den Robotern. Änderungen werden in einer Audittabelle protokolliert.

Das Ergebnis: Aufträge gehen direkt vom Büro an die Linie, der Bediener muss nichts abtippen, und jedes Rohr lässt sich im Nachhinein zurückverfolgen.