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GF Piping Systems, ein Hersteller von Rohren und Verbindungen, suchte eine neue Lösung, um Schweißvorgänge zu automatisieren. Ziel war es, Produkte mit höherer Qualität zu produzieren. Der Automatisierungsspezialist AVM Engineering bietet mit Hilfe von B&R-Produkten diese Lösung an. Deshalb fiel es dem Schweizer Hersteller von Rohrleitungssystemen nicht schwer, seine Wahl zu treffen.

Die Infrarotschweißmaschine IR-110A bietet auf Knopfdruck mehr Präzision.

Für Patrik Reichmuth, Projektingenieur bei der AVM Engineering AG, waren die Anforderungen an die Schweißmaschine IR-110A klar. „Es werden immer mehr Abläufe automatisiert. Damit steigt die Qualität, der Durchsatz nimmt zu und das Personal wird entlastet.“ Die Datenerfassung habe einen immer höheren Stellenwert, um Rückverfolgbarkeit und Analysen zu ermöglichen. „Das ist auch bei der Rohrschweißmaschine der Fall. Mit einem automatisierten Ablauf wird eine konstante Schweißqualität sichergestellt und der Bediener mit Videos sicher angeleitet. Daten werden aufgezeichnet, um die Qualität zu überprüfen und den Schweißvorgang nachzuvollziehen.“

Kompakte Bauweise

Wichtig war für Reichmuth auch ein möglichst kompakter Aufbau, da alles im Inneren der Maschine Platz haben musste. Dafür wurde eine Safety-Lösung integriert, ein Panel PC mit einer Soft-SPS ARwin sowie eine X20-Steuerung eingesetzt. Die Servomotoren werden über das Antriebssystem ACOPOSmicro gesteuert. Der ACOPOSmicro ist besonders kompakt und flexibel einsetzbar. Das X20-System ist nicht nur ein dezentrales I/O-System, sondern auch eine komplette Steuerungslösung, das eine nahtlose Integration mit geringem Platzbedarf bietet.

Der Panel PC 2100 sorgt für mehr Rechenleistung. Über das Display hat der Bediener jederzeit alles Wichtige im Blick.

Interaktive Bedienung

Sehr wichtig war bei der Planung die Benutzerfreundlichkeit. Der Bediener sollte, ohne lange überlegen zu müssen, die Maschine richtig und sicher bedienen können. Um dies zu ermöglichen werden etwa auf dem Touchscreen Videos und Animationen angezeigt, mit Hilfe derer der Bediener angeleitet wird. AVM Engineering konnte als eine der ersten das Panel PC 2100 einsetzen und erzielte damit eine wesentlich höhere Rechenleistung.

Modularer Aufbau

Die Aufgabe der Infrarotschweißmaschine IR-110A ist es, Kunststoffrohre zusammenzuschweißen und den Bediener so gut wie möglich zu führen. Die Maschine besteht, so Reichmuth, aus mehreren Modulen. So ist der Spannschlitten das wichtigste und oberste Modul. Auf diesem ist das zu verschweißende Rohr festgespannt. Er verfährt in horizontaler Richtung, um das Rohr an die richtige Position zu bringen und den Schweißvorgang auszuführen. Der Schlitten wird mit einem Servomotor von B&R über eine Gewindestange angetrieben. Die wirkenden Kräfte werden über eine genaue Kraftmessdose ermittelt und für die Kraftregelung über das Drehmoment verwendet.

Der Modulträgerschlitten wird für die Auswahl der Werkzeuge benötigt. Dieser fährt die Werkzeugmodule mit Hilfe eines B&R-Servomotors in horizontaler Richtung. Der Hobel wird über einen Servomotor vertikal hochgefahren und kann zwischen die beiden Rohre gestellt werden. Über einen DC-Motor rotiert die Klinge, die die beiden Enden vorbereitet, indem sie geschnitten und geebnet werden. Die Schnittgeschwindigkeit, maximale Kraft und Positionen werden über das Rezept vorgegeben. Für Reinigungszwecke und erhöhten Freiraum kann der Hobel in verschiedene Positionen gefahren werden. Das Heizmodul wird ebenfalls vertikal zwischen die beiden Rohrenden gefahren. Berührungslos, aber über einen klar definierten Abstand werden die Rohrenden aufgeheizt, damit sich das Material verflüssigt. Das Herausfahren des Heizmoduls muss jederzeit gewährleistet sein, um einen schnellen Wechsel zwischen Anwärmen und Fügen zu ermöglichen.

Der Maschinenbediener betätigt die Zweihandbedienung (grüne Taster) um eine Bewegung auszuführen. Die Zweihandtastenbedieung ist mit einer Sicherheitssteuerung von B&R geführt und wird sicher ausgewertet.

Neue Schweißformen möglich

GF Piping Systems zeigt sich begeistert von der hohen Automatisierung und der ansprechenden Visualisierung der neuen Infrarotschweißmaschine IR-110A. Konkret bietet das mehrere große Vorteile. Durch die teils selbstständig laufenden Produktionsschritte kann der Bediener zwei Schweißmaschinen gleichzeitig bedienen. Zudem können jetzt komplexere Installationen auf der Maschine geschweißt werden.

Geschweißtes Polypropylenrohr mit 20 mm Durchmesser. Zwischen den 2 Befestigungsklammern ist der Schweißwulst ersichtlich, der durch das kraftgeregelte Zusammendrücken entsteht.

Gut erweiterbar

Die IR-110A Maschine ist modular aufgebaut und ermöglicht das Einsetzen von weiteren Werkzeugmodulen. „Der Ausbau der Produktfamilie wird der nächste Schritt sein. Im Moment ist jedoch der Ausbau der Visualisierung im Gange, damit sich der Nutzer zum Beispiel über Barcodes anmelden kann“, sagt Reichmuth.

Patrik Reichmuth

Projektingenieur, AVM Engineering AG

„Für uns war bei der Planung die Benutzerfreundlichkeit sehr wichtig. Um dies zu ermöglichen wurde ein Panel PC 2100 von B&R eingesetzt. Der Bediener wird mit Hilfe von Videos und Animationen angeleitet und es kann eine wesentlich höhere Rechenleistung erzielt werden.“

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