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Konstruktion Vielfältiges Zusammenspiel scheiden, in welchem Format sie ihre Da- ten bereitstellen. Die Konvertierung der Daten – sei es nun auf der Seite des Ma- schinenbauers oder des Lieferanten – ist immer noch mit sehr viel Arbeit verbun- den. Für innovative und international aufgestellte Hersteller, wie den drei er- wähnten, ist das zur Verfügung stellen von standardisierten, aktuellen und wei- terführenden Daten selbstverständlich. Zum Beispiel bietet Turck für viele seiner Produkte Konstruktionsdaten in unter- Konstruktion im Sondermaschi- nenbau heißt vor allem, viele Detailinformationen zusammen- zubringen. Die Realisierung von Komplettlösungen setzt ein Sys- tem-Know-how voraus, das nicht nur die Umsetzung und Konzep- tion von komplexen Anlagen, son- dern auch die unterschiedlichen Anforderungen im CAD-/CAE- Bereich, Belange der Steuerungs- technik und Programmierung sowie länderspezifische oder kun- denspezifische Vorgaben bzw. Vorschriften umfasst. Hilfreich ist es dabei, wenn sich der Anlagen- planer auf kompetente, flexible sowie weltweit tätige Zulieferer verlassen kann. 10 IEE im Dialog 11-2004 IEE IM DIALOG KONSTRUKTION Die unverzichtbare Basis für eine Anla- genkonstruktion bilden möglichst detail- lierte CAD- und CAE-Daten aller verwen- deten Komponenten. Der Konstrukteur findet die Daten der Bauteile meist auf der Katalog-CD oder der Homepage des Herstellers. Noch einfacher wird es, wenn bereits fertig erstellte Makros für das je- weilige CAE- Programm zur Verfügung stehen, die z. B. der Elektro-Konstrukteur einfach in seinen Plan einbinden kann. Technologieführer wie Turck und SEW- Ein Konstrukteur benötigt viele Detailinfor- mationen, um eine Anlage zu planen. Liefe- ranten können ihm durch CAD- und CAE-Da- ten sowie Software-Tools die Arbeit erleich- tern. Wenn Lieferanten Eplan- Makros für ihre Komponen- ten zur Verfügung stellen, vereinfacht dies dem Kon- strukteur die Arbeit. Eurodrive haben den Nutzen von vor- generierten Makros seit längerem er- kannt und stellen ihren Kunden diese Da- ten unproblematisch bereit. Da die Elekt- rik immer mehr in die Pneumatik-Welt vordringt, bietet der Pneumatik-Spezia- list Festo seit geraumer Zeit ebenfalls Eplan-Makros an. Variantenvielfalt Schwieriger wird es hingegen im CAD- Bereich. Lieferanten müssen sich ent-

Konstruktion Vielfältiges Zusammenspiel - all-electronics.de · rik immer mehr in die Pneumatik-Welt vordringt, bietet der Pneumatik-Spezia-list Festo seit geraumer Zeit ebenfalls

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Konstruktion

Vielfältiges Zusammenspiel

scheiden, in welchem Format sie ihre Da-ten bereitstellen. Die Konvertierung der Daten – sei es nun auf der Seite des Ma-schinenbauers oder des Lieferanten – ist immer noch mit sehr viel Arbeit verbun-den. Für innovative und international aufgestellte Hersteller, wie den drei er-wähnten, ist das zur Verfügung stellen von standardisierten, aktuellen und wei-terführenden Daten selbstverständlich. Zum Beispiel bietet Turck für viele seiner Produkte Konstruktionsdaten in unter-

Konstruktion im Sondermaschi-nenbau heißt vor allem, viele Detailinformationen zusammen-zubringen. Die Realisierung von Komplettlösungen setzt ein Sys-tem-Know-how voraus, das nicht nur die Umsetzung und Konzep -tion von komplexen Anlagen, son-dern auch die unterschiedlichen Anforderungen im CAD-/CAE- Bereich, Belange der Steuerungs-technik und Programmierung sowie länderspezifische oder kun-denspezifische Vorgaben bzw. Vorschriften umfasst. Hilfreich ist es dabei, wenn sich der Anlagen-planer auf kompetente, flexible sowie weltweit tätige Zulieferer verlassen kann.

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� Die unverzichtbare Basis für eine Anla-genkonstruktion bilden möglichst detail-lierte CAD- und CAE-Daten aller verwen-deten Komponenten. Der Konstrukteur findet die Daten der Bauteile meist auf der Katalog-CD oder der Homepage des Herstellers. Noch einfacher wird es, wenn bereits fertig erstellte Makros für das je-weilige CAE- Programm zur Verfügung stehen, die z. B. der Elektro-Konstrukteur einfach in seinen Plan einbinden kann. Technologieführer wie Turck und SEW-

Ein Konstrukteur benötigt viele Detailinfor-mationen, um eine Anlage zu planen. Liefe-ranten können ihm durch CAD- und CAE-Da-ten sowie Software-Tools die Arbeit erleich-tern.

Wenn Lieferanten Eplan-Makros für ihre Komponen-ten zur Verfügung stellen, vereinfacht dies dem Kon-strukteur die Arbeit.

Eurodrive haben den Nutzen von vor-generierten Makros seit längerem er-kannt und stellen ihren Kunden diese Da-ten unproblematisch bereit. Da die Elekt -rik immer mehr in die Pneumatik-Welt vordringt, bietet der Pneumatik-Spezia-list Festo seit geraumer Zeit ebenfalls Eplan-Makros an. Variantenvielfalt Schwieriger wird es hingegen im CAD-Bereich. Lieferanten müssen sich ent-

schiedlichen CAD-Formaten an. „Diese Daten lassen sich ebenso wie Konfigura-tionsdateien oder Software-Tools aus un-serer Internet-Produktdatenbank herun-terladen. Selbstverständlich liegen an dieser Stelle auch Produktdatenblätter im pdf-Format zum Download bereit“, er-läutert Bernhard Grimm, Produktmana-ger im Bereich Sensortechnik bei Turck. Softwaretools machen das Konstruieren leichter Ein unkomplizierter Zugriff erleichtert das Zusammenstellen der benötigten

Daten. Das kommt besonders bei Einhei-ten zum Tragen, die aus einzelnen Kom-ponenten bestehen und konfigurierbar sind. Diese Komponenten in der Kon-struktion zeichnerisch einzubinden, ist sehr aufwändig. Spezielle Tools erleich-tern bei solchen Problemen das Erstellen von CAD-/CAE-Plänen. Neben den obliga-torischen 2D-Zeichnungen und 3D-Mo-dellen bietet beispielsweise Festo auf sei-ner Homepage ein Programm für Ventil- und Pneumatikinseln an. „Mit einer um-fangreichen Symbol-Bibliothek und einer Schnittstelle zum Festo-Katalog auf CD-ROM lassen sich mit FluidDRAW Pneu-matik-Schaltpläne und Stücklisten am PC schnell und sicher erstellen. Dabei ist ein zusätzliches CAD-System nicht erforder-lich“, erklärt Eberhard Klotz, Produkt-Ma-nager für Ventile bei Festo, die Festo-Schaltplan-Software. Darüber hinaus sind von der Festo-Homepage weitere Engineering-Tools nutzbar, die die Berechnung und Dimen-sionierung vereinfachen. Von der Soft-ware vorgeschlagene Produkte lassen sich gleich in einer Stückliste abbilden, die direkt in das Bestellarchiv des digita-len Produkt-Katalogs übernommen wer-den kann. Mit dem Download von Pro -Drive wird die optimale Konfiguration für pneumatische Linearantriebe erleichtert, die die Belastungskennwerte für den An-trieb errechnet. Auf Simulationsseite er-spart die Auslegungs-Software ProPneu teure Realitätstests.

Auch Turck erleichtert den Elektro-Kon-strukteuren die Arbeit mit einer kosten-losen Software für das modulare IP67-Feldbus system BL67, mit der sich die Module projektieren, parametrieren und in Betrieb nehmen lassen. Dazu zählt auch eine Diagnosefunktion. Auf den In-ternet-Seiten von SEW findet man eben-falls eine Vielzahl an Programmen. Dazu gehören unter anderem eine PC-Bedien-oberfläche, die eine komfortable Steue-rung und Para met rierung von Frequenz -umrichtern erlaubt sowie eine Software zur Prozessdatenvisualisierung und Re-geloptimierung von Servoumrichtern. Im Sondermaschinenbau schätzt man diese Art der Unterstützung: „Die Mög-lichkeit, solche Projektierungs- und Be-rechnungsprogramme direkt herunter-zuladen 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 benö-tigten Werte aufgefordert und erhält am Ende alle Angaben über das geeignete Produkt. Somit können sich unsere Spe-zialisten darauf konzentrieren, die einzel-nen Komponenten zu einer produktiven Anlage zusammenzustellen.“ Flexibilität kontra Lastenheft Oft stellt sich einem Anlagenbauer die Aufgabe, die Anlage mit den jeweiligen Herstellerkomponenten nach Kunden-vorschriften zu realisieren: das so ge-nannte Lastenheft. Dabei sind diese in der Praxis nicht immer sinnvoll. Hier kön-nen die Anregungen eines erfahrenen Anlagenbauers, wie Rohwedder, wertvol-le Hinweise geben. Unter Umständen las-sen sich gleichwertige Produkte von einem anderen Lieferanten günstiger einkaufen oder mit einer neuen Tech-nologie die Produktivität einer Anlage verbessern. Beispielsweise lässt sich eine Messstation, inklusive umfangreichem Datenhandling, mit einer SPS nur schwer realisieren. Sinnvoller wäre ein PC, der so-wohl die Kommunikation als auch die Steuerungsfunktion übernimmt. „Wich-

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KOMPAKT

Der Verlauf der Konstruktionsphase beim Maschinenbauer wird in vieler-lei Hinsicht durch den Lieferanten und dessen Produkte mitbestimmt. Beispielsweise kann die Verfügbar-keit von CAD-Makros für Komponen-ten deren Integration in CAD-Pläne erleichtern, darüber hinaus stellen Lieferanten oft Auslegungs-, Berech-nungs- oder Parametrier-Tools zur Verfügung. Entscheidend für eine einfache Integration ist auch das Konzept der Komponenten selbst, was Plug and Play- oder Teach-Fähig-keit betrifft. Unabhängig von den Produkten erwarten Maschinen- und Anlagenbauer heute von ihren Lieferanten eine internationale Prä-senz und eine Logistik, die verläss-liche Liefertermine sicherstellt.

Qualifizierte Lie -feranten stellen den Maschinenbauern CAD-Daten ihrer Produkte in ver-schiedenen Forma-ten zur Verfügung.

tig ist in einem solchen Fall der enge Dia-log mit dem Kunden. Vielleicht war er sich der Möglichkeiten einer anderen Lö-sung nicht bewusst?“ legt Peter Blom-berg, Leiter der Steuerungstechnik bei Rohwedder, dar. „Mit unserem Prozess-Know-how finden wir manchmal Wege, an die bei der Angebotserstellung nicht gedacht wurde. Wenn dadurch Kosten sinken oder sich die Verfügbarkeit er-höht, sind unsere Kunden für jede Anre-gung offen.“ Eines für alle? Mit dem entsprechenden Fachwissen und langjähriger Erfahrung lässt sich na-hezu jede technische Anforderung in die Praxis umsetzen. Im Sondermaschinen-bau sind aus diesem Grund besonders flexible Technologien gefragt, die sich so-wohl bei einfachen als auch bei komple-xen Anforderungen einsetzen lassen. Je mehr unterschiedliche Varianten zum Einsatz kommen, sei es Hard- oder Soft-ware-technisch, desto mehr Know-how muss vorhanden sein und desto größer wird der Aufwand, solche Systeme zu pflegen. Ein kompatibler Programmierstandard würde vor allem in der Steuerungstech-nik – sowohl aus Sicht des Anlagenpla-ners als auch beim späteren Anwender – einiges vereinfachen. Zwar wurde ein ers-ter Schritt in diese Richtung mit der IEC 61131-3 gesetzt. Derzeit erfordert die Pro-grammierung mit den daran angelehn-ten Speicherprogrammierbaren Steue-rungen noch viel Spezialwissen, da prak-tisch jede ihre spezifischen Eigenarten

hat und sie untereinander nicht kompati-bel sind. Ähnliche Forderungen werden auch an Bussysteme gestellt. Obwohl Rohwedder selbstverständlich unterschiedliche Bus-systeme einsetzt, favorisiert man in Ber-matingen das Ethernet. Neben dem uni-versellen Einsatz überzeugt es vor allem durch seine Schnelligkeit beim Daten-fluss. Der Programmierer muss sich nicht länger um die Bereitstellung der Kom-munikation kümmern, sondern nur noch um sein Kerngeschäft – die Steuerung. „Das Wichtigste für uns ist, dass sich ein Bussystem, genauso wie alle anderen Komponenten, einfach benutzen lässt. Was im Hintergrund abläuft, soll uns nicht in der Ausführung stören. Auch

diesbezüglich ist Plug and Play gefragt“, unterstreicht Peter Blomberg die Forde-rung nach einfach zu handhabenden Sys-temen und Produkten. „Ein Beispiel hier-für ist unser modulares IP67-Feldbussys-tem BL67. Die kostenlos zur Verfügung stehende Software I/O-Assistant und der konsequente Einsatz vorkonfektionierter Steckverbinder minimieren Fehler und sorgen für eine reibungslose Inbetrieb-nahme“, bemerkt hierzu Jörg Kuhlmann, Produktmanager Feldbustechnik bei Turck. Easy to use Auch im Sondermaschinenbau ist die Standardisierung der einzelnen Kom-ponenten ein wichtiger Aspekt. Die Be-

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Bernhard Grimm, Produktmanager im Bereich Sensortechnik bei Turck: „Neben Konstruktionsdaten, Eplan-Produktdaten und Konfigurationsdateien lassen sich auf unserer Homepage Software-Tools sowie Produkt-datenblätter herunterladen.“

Eberhard Klotz, Produktmana-ger für Ventile bei Festo: „Wir klassifizieren unsere Produkte nach Lieferzeiten, so dass Maschinenbauer besser planen können.“

Mit den Software-Guides für Positionierachsen und Handlingsysteme von Festo können Anlagenbauer am Laptop mit nur wenigen Mausklicks komplette Handlingsysteme zusammenstellen – inklusive aller pneumatischen und elektrischen Komponenten und sogar 3D-CAD-Zeichnung.

dienung und der Austausch der Bauteile, z. B. Schlitteneinheiten, sollte so einfach wie möglich sein. Die Handhabung von Komponenten wird überdies dadurch er-schwert, dass es keine einheitlichen An-schlüsse, Bohrungen oder Verschraubun-gen gibt. Aus diesem Grund sollte bereits bei der Konstruktion darauf geachtet werden, dass sich die Komponenten möglichst ohne Spezialwerkzeug und

teln einstellen lassen. „Es dauert einfach zu lange, wenn man bei einem Anlagen-stillstand wegen eines Sensorproblems erst den Rechner hochfahren, ein Verbin-dungskabel anschließen und dann die Software starten muss, um die Einstel-lung zu verändern. Mit einem Schrauben-dreher ist dies meist im Handumdrehen erledigt“, berichtet Peter Blomberg an-schaulich aus der Praxis.

KONSTRUKTION � IEE IM DIALOG

Andere Länder, andere Konstruktion Unterschiede in der Konstruktion sind länderspezifisch. Während die Europäer ’smart design‘, also gefällige Lösungen wünschen, legen die Amerikaner großen Wert auf ’robust design‘. Um den jeweili-gen Marktbedingungen zu genügen, ist es somit unumgänglich, die Anlage be-reits in der Konstruktionsphase, in Bezug

mit geringem Aufwand be-festigen lassen. Diese Forde-rung gilt sowohl für Sonder-maschinenbauer wie Roh-wedder als auch für Kom-ponentenlieferanten, z. B. bei Festo-Handhabungssytemen. Alles eine Einstellungs-sache Zwiespältig gestaltet sich das Thema der Einstellbarkeit ei-ner Maschine. Während eine leichte Bedienung von vielen Anwendern gefordert wird, sollten unbefugte Zugriffe auf sicherheitsrelevante Funktionen verhindert wer-den. Nicht immer ist die Gren-ze zwischen beiden Interes-sensgruppen eindeutig. Einen Ausweg bieten lernfähige Komponenten. Beispielswei-se lassen sich Antriebssyste-me mit wenigen Projektdaten anhand der SoftStop-Achs-controller von Festo mit nur vier Tasten vor Ort aktiv dämpfen. Gleichzeitig be-steht die Möglichkeit, sich diese Teachvorgänge per Soft-ware herunterzuladen und zu bearbeiten. Voraussetzung für diese lernfähigen teach-baren Geräte ist ein Feldbus-anschluss sowie das Verarbei-ten und Konfigurieren von GSD-Dateien. Diesen Auf-wand scheuen noch viele An-lagenbauer und greifen meist auf Komponenten zurück, die sich mit einfachen Hilfsmit-

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auf ihre Größe, Komplexität und den Au-tomatisierungsgrad an den Zielmarkt an-zupassen. An die Produktlieferanten werden ähn-liche Anforderungen gestellt. Während in Europa und Asien kompakte und intelli-gente Einheiten gefragt sind, bevorzugen Anwender in den USA eher größere und stabilere Komponenten. Bernhard Grimm nennt ein eindrucksvolles Bei-spiel: „Für unsere 40 x 40 x 40 mm gro-ßen Näherungs-Schalter gibt es eine bestimmte Halterungsschelle. Für den amerikanischen Markt verwenden wir ei-ne stabilere Schelle, weil dieser Schalter dort als Trittstufe benutzt wird.“ Ähn-liche Erfahrungen hat man auch bei Festo gemacht. „Unsere ISO-Ventile werden in Amerika vorzugsweise hochkant einge-baut, da man sie als Kletterhilfe in den Maschinen benutzt. In Europa montiert man sie hingegen quer, um die LEDs bes-ser ablesen zu können“, berichtet Eber-hard Klotz. Bezüglich einfacher und si-cherer Installation sind die USA wiede -rum wesentlich weiter als die Europäer. Plug & Play mit vorkonfektionierten Steckverbindern ist dort an der Tagesord-nung, was sich im breiten Angebot an In-dustriesteckverbindern bei Turck wider-spiegelt.

Wichtig für weltweit tätige Firmen wie Rohwedder ist aber nicht nur, dass sie marktspezifische und entsprechend zu-gelassene Produkte bekommen. Die Komponenten müssen auch weltweit verfügbar sein. Dies ist für Partner wie Festo, Turck und SEW selbstverständlich. Fast just on time Neben der internationalen Präsenz sind verlässliche Terminaussagen und deren Einhaltung seitens der Komponentenliefe-ranten unabdingbar. Verspätungen ver-ursachen erhebliche Mehrkosten. Gefragt sind dementsprechend zuverlässige Liefe-ranten und solche, die flexibel auf Bestel-lungsänderungen reagieren. Ausgespro-chen erleichternd für die Planung und die Arbeit des Konstrukteurs ist es daher, wenn

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In weniger als 15 Mi-nuten lässt sich mit hochwertigen Soft-ware-Tools eine 3-D-CAD-Zeichnung mit dem kompletten Handling und der Stückliste erstellen. Über die CAD-Hotline der Festo Systemtech-nik erhält der Kon-strukteur die Zeich-nung im gewünsch-ten CAD-Dateiformat.

Ein Konstrukteur muss sich in den unterschiedlichsten Bereichen auskennen und in der Lage sein, verschiedenste Komponenten, wie Sensoren, Linearachsen und Servomotoren, so einzusetzen, dass eine produktive, sichere und flexible Anlage entsteht.

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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, lie-ferbar 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 Anforde-rung bereits umgesetzt. Festo klassifiziert derzeit die Standardlieferzeiten und hat im so genannten Basiskatalog vermerkt, dass alle Produkte innerhalb von 24 Stun-den lieferbar sind. Bei konfigurierbaren Systemen wie einer CP-Ventilinsel ist aus komplexen Gründen die wirkliche Liefer-zeit nicht tagesgenau zu spezifizieren. Im Online-Shop von Festo ist über die ATP-Klausel (available to promise) eine Lager-bestandsprüfung abrufbar, die die Verfüg-barkeit der Produkte anzeigt. Turck hat ebenfalls in seinen neuesten Katalogen markiert, welches Gerät ab Lager verfüg-bar ist. Flexibel zeigt sich das Mühlheimer Unternehmen 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 Maschinenbau-ern im Trend. Auch Festo bietet diesen Ser-vice an. Um die entsprechenden Kapazitä-ten zu erhöhen, erweitert man am Stand-ort St. Ingbert/Rohrbach das Logistikcen-ter um ein 26000 m2 großes Gebäude, das den weltweiten Anforderungen nach schnellerer Liefertreue entgegen kommt.