Door: Redactie - 30 augustus 2024 |
“Het MX-System verandert het aanzicht van ontwerp en installatie in de wereld van de machinebouw”, legt Ludger Martinschledde, Managing Director van Schirmer Maschinen GmbH, uit. Bij de eerste toepassing in een systeem voor de verwerking van profielen voldeed de insteekbare systeemoplossing voor automatisering zonder schakelkasten van Beckhoff aan alle eisen in elke projectfase, van planning en ontwerp tot installatie en inbedrijfstelling.
De constructie van ramen en deuren is een high-tech business. Dit is al duidelijk vanaf de eerste processtap, met de volautomatische verwerking van ruwe staven op een profielverwerkingsmachine van Schirmer Maschinen GmbH. Schirmer werd in 1979 opgericht en was de eerste klant van Beckhoff. Het bedrijf vertrouwt al meer dan 40 jaar op PC-based besturingstechnologie van Beckhoff, van de eerste positioneercontroller tot het nieuwe MX-System. Deze insteekbare systeemoplossing voor automatisering zonder schakelkasten sluit bijzonder goed aan bij het machineconcept van Schirmer: de ontwikkeling van klantspecifieke machines op basis van grotendeels gestandaardiseerde procesmodules om klantspecifieke oplossingen te creëren met een hoge output en flexibiliteit in termen van profielen en processen. Het bedrijf maakt sinds 2016 deel uit van de Beckhoff Automation Group en heeft momenteel ongeveer 250 mensen in dienst.
Men gebruikt Schirmer-machines voor een groot aantal verschillende processen: de afzonderlijke onderdelen voor kozijnen en vleugels worden in een continu proces geproduceerd uit ongeveer 6 meter lange profielstaven. Voor zover mogelijk worden alle boor-, frees- en ponsbewerkingen uitgevoerd op de ruwe staaf, gevolgd door het snijden en bewerken van de uiteinden. Terwijl de profielstaven worden verwerkt, worden de versterkingsprofielen op maat gesneden op een aparte lijn met de optie om ze automatisch in het PVC-profiel in te voegen en te positioneren. Dit wordt gevolgd door aanvullende processen zoals het vastschroeven van het profiel en de wapening, staalbewerking (boren, frezen) en het plaatsen en vastschroeven van de vergrendelingsmechanismen.
Omdat de Schirmer-machines een grote verscheidenheid aan vaak veranderende profielgeometrieën moeten verwerken, vindt het conversieproces automatisch plaats. “Handmatig instellen is voor ons absoluut uit den boze”, zegt Ludger Martinschledde. Daarom moeten veel aanslagen en beugels volledig automatisch worden geplaatst. “Vorig jaar hebben we bijvoorbeeld een lijn geïmplementeerd met in totaal 210 assen”, vertelt Ludger Martinschledde over het eisenprofiel van het besturingsplatform.
De elektrische apparatuur die tot nu toe in Schirmer-machines is gebruikt, voldoet aan de huidige normen. Servo drives, voedingen, stroomdistributie en PC-based besturingstechnologie zijn allemaal geïnstalleerd in schakelkasten. Op Schirmer-machines zijn er meestal meerdere van deze schakelkasten aanwezig in de machine waar kabels van meestal 2 tot 3 procesmodules van de machine naartoe worden geleid en aangesloten. EtherCAT I/O’s worden ook gebruikt in onderverdelers. Deze gebruikt men om alle signalen van de actuatoren en sensoren van alle afzonderlijke procesmodules te verzamelen. Het combineren van verschillende procesfuncties in één schakelkast en het gebruik van onderverdelers waarop de signaalkabels worden geklemd in plaats van ingestoken, is echter een compromis voor modulaire machinebouw.
Ludger Martinschledde beschrijft de nadelen van deze oplossing als volgt: “Dit betekent dat het grootste deel van de elektrische installatie en inbedrijfstelling pas tijdens de eindmontage plaatsvindt, en dat is precies het moment waarop we het systeem zo snel mogelijk in bedrijf willen stellen voordat we het weer uit elkaar halen voor levering.” De discrepantie tussen het modulaire machineconcept en de centrale schakelkasten wordt door Schirmer al lang gezien als een obstakel voor een efficiëntere projectworkflow.
Toen Ludger Martinschledde en de ontwerpingenieurs bij Schirmer in 2021 hoorden over de mogelijkheden van volledig automatisering zonder schakelkasten met het Beckhoff MX-System, waren ze begrijpelijkerwijs geïntrigeerd. “De ontwerpingenieurs en Ludger herkenden onmiddellijk het potentieel van het MX-System voor hun modulaire machinebouwprojecten,” herinnert Daniel Siegenbrink, Product Manager MX-System bij Beckhoff zich.
Schirmer pioniert voor het eerst met het MX-System op een van zijn machines en slaat daarmee een nieuwe weg in met als hoofddoel de doorlooptijden en processen van de machinebouw te optimaliseren. In plaats van de schakelkasten die vroeger naast de machines stonden, zijn nu MX-System-basisplaten te zien, direct op de stalen frames van de procesmodules. Wat de onderverdelers betreft, hun taken zijn ofwel ook ondergebracht in het MX-System of anders vervangen door gedecentraliseerde I/O-modules (EtherCAT boxmodules) van Beckhoff. De combinatie van MX-System en EP-boxmodules maakt het mogelijk om alle kabels naar motoren, sensoren en klepterminals stekkerbaar uit te voeren.
Voor Schirmer ligt het cruciale voordeel van het MX-System in de herstructurering van interne processen. Dankzij deze stekkerbare systeemoplossing kan de machinebouwer immers alle elektrische componenten van een machinemodule installeren tijdens de voormontage en ze gemakkelijk aansluiten met voorgeassembleerde kabels. Een ander cruciaal aspect is dat de machinemodules tijdens de voormontage van alle kanten vrij toegankelijk zijn, waardoor het veel gemakkelijker is om de kabels te installeren en aan te sluiten. Daniel Siegenbrink legt uit: “Dit bespaart veel tijd en verhoogt de efficiëntie van onze workflows aanzienlijk.” Dit geldt niet alleen voor assemblage, maar begint al met planning, het voorbereidend werk en de materiaalvoorziening in de productiefase.
De functiemodules van het MX-System maken ook de complexe individuele bedrading van talloze subcomponenten overbodig die gebruikelijk is bij de conventionele schakelkastbouw. Dit voorkomt bedradingsfouten en stroomlijnt de diversiteit van onderdelen. Hierdoor kunnen de benodigde componenten (basisplaten en modules MX-System en de voorgemonteerde systeembekabeling) direct na de elektrische planning uit het magazijn worden gehaald voor voormontage. “Het doel is om een orderonafhankelijk magazijn te realiseren dat we kunnen beheren met minimale voorraadniveaus, vereisten en aanvullingstijden”, legt Ludger Martinschledde uit.
Voor Schirmer heeft dit eerste ontwikkelingsproject nog twee andere inzichten opgeleverd: last-minute wijzigingsverzoeken zijn veel gemakkelijker te implementeren en vereisen minder inspanning – zelfs in een late projectfase. En met modulaire gedeeltelijke inbedrijfstelling kunnen eventuele functionele fouten in een vroeg stadium worden opgespoord en zonder tijdsdruk worden verholpen.
In de laatste assemblagefase nemen de machines een groot oppervlak in beslag, dus moeten de processen bij Schirmer snel verlopen om ruimte te maken voor de volgende systemen in de wachtrij. Ludger Martinschledde merkt op dat de stroomopwaartse processen – met name de elektrische installatie en gedeeltelijke inbedrijfstelling – de stilstandtijden aanzienlijk verkorten en de ruimte-efficiëntie in het proces vergroten. Hierdoor kan Schirmer meer systemen in dezelfde hal assembleren, inspecteren en leveren.
Als machinebouwer met een exportaandeel van 75% is het universele gebruik van de automatiseringsoplossing een ander belangrijk aspect voor Schirmer. Terwijl er voorheen tijdens de elektrische planning en materiaalinkoop rekening moest worden gehouden met de toekomstige installatielocatie, kan de machine nu wereldwijd worden gebruikt zonder dat er tijdrovende aanpassingen nodig zijn, omdat het MX-System voldoet aan IEC-, UL- en CSA-normen. Dit staat in schril contrast met de situatie bij conventionele schakelkasten en verhoogt de mate van standaardisatie bij Schirmer nog verder.
Maar niet alleen Schirmer profiteert van automatisering zonder schakelkasten, het MX-System biedt ook tastbare voordelen voor eindgebruikers. Deze omvatten met name een betere toegankelijkheid van de machinestructuren en minder benodigde ruimte door het wegvallen van schakelkasten. Dit betekent dat men de productiefaciliteiten dichter bij elkaar op de werkvloer plaatst, waardoor men de kostbare ruimte optimaliseert zonder bijvoorbeeld de vluchtwegvereisten te schenden.
De 10-voudige vermindering van het aantal onderdelen vermindert ook de omvang van het onderdelenmagazijn. De Beckhoff Diagnostics App brengt samen met het MX-System een tool op de markt die onderhoudspersoneel storingen gemakkelijker laat lokaliseren en verhelpen. “De end-to-end insteekbaarheid en het gebruik van de diagnose-app als vervanging voor de multimeter betekent dat er geen speciaal opgeleide elektriciens nodig zijn om de MX-System-modules aan te sluiten of te vervangen,” benadrukt Daniel Siegenbrink.
Het gebruik van het Beckhoff MX-System heeft geleid tot aanzienlijke voordelen en optimalisaties in de hele procesketen bij Schirmer. Dit omvat een vermindering van de eerdere werklast voor elektrische planning met ongeveer 50%. Dit komt omdat men hiermee de gebruikelijke twee tot drie weken assemblagetijd voor de schakelkastbouw teruggebrachten tot slechts een paar uur systeemassemblage. Ludger Martinschledde verwacht ook een aanzienlijke vermindering van de stilstandtijden in de eindassemblagefase.
Het bedrijf presenteerde de nieuwe machine voor het eerst op Fensterbau Frontale 2024. Dit is de toonaangevende internationale vakbeurs voor de industrie in Duitsland. Ludger Martinschledde gelooft dat dit zeker niet het laatste systeem van zijn soort zal zijn op weg naar een nieuw tijdperk van automatisering zonder schakelkasten: “Schirmer zal blijven vertrouwen op deze innovatieve oplossing van Beckhoff. We zijn helemaal klaar voor de overgang van onze machines naar automatisering zonder schakelkasten met het MX-System en dit zal in de toekomst ook gelden voor de productlijnen voor aluminium en stalen profielen.”
Kenmerken van de Fensterbau Frontale machine
Dit artikel delen op je eigen website? Geen probleem, dat mag. Meer informatie.
IndustrieVandaag is een onafhankelijk platform met het laatste nieuws van vandaag over de procesindustrie, industrial processing, productie industrie, maakindustrie en elektronica industrie.
Neem contact met ons op:
Tel +31 (0)23 737 07 63
Email via contactpagina
