Eine entscheidende Größe bei industriellen Produktionsprozessen ist die Stückzahl der gefertigten Einheiten. Die Rentabilität steigt rapide an, je länger die Maschinen ohne Eingriffe laufen können. Andererseits wird von den Herstellern jedoch vielfach eine hohe Flexibilität hinsichtlich der Abarbeitung kleinerer und mittelgroßer Stückzahlen gefordert – denn für wirkliche Großserienfertigung ist bei der heutigen Marktdichte nur noch in bestimmten Bereichen hinreichend Nachfrage vorhanden.

Voraussetzung für diese Flexibilität ist die Reduktion der Rüstzeiten innerhalb der Fertigungslinien. Ein deutlicher Effizienzschub lässt sich hier beispielsweise durch die Automation der Rüstprozesse über vernetzte Stellantriebe erzielen – so geschehen bei den durch ihre 'Fischer-Dübel' bekannten Fischerwerken.

Der automatische Stellantrieb AG05. Mittels Hohlwelle ist ein einfacher Anbau möglich.

© Siko

Vor diesem Hintergrund begann das Projektteam, die bestehenden Produktionslinien grundlegend zu überarbeiten. Speziell im Bereich der Verpackung entschloss man sich dazu, auf automatische Stellantriebe umzusteigen – und zwar auf die AG05-Antriebe von Siko. Erste Musterexemplare dieser Geräte wurden 2011 in hausinternen Tests eingehenden Prüfungen unterzogen. Das Ergebnis: Die Kompaktstellantriebe erledigen die zuvor geschilderte Aufgabe in zwei bis drei Minuten. Dabei spielt es keine Rolle, ob lediglich eine Achse verstellt wird oder alle. Schlussendlich ergab der Testlauf bei einem stündlichen Produktwechsel eine Minimierung der Rüstzeit und damit eine Leistungssteigerung zwischen 10 und 40 %. Alles in allem kommen in einer Anlage zum Verpacken von Dübeln in Kartons zehn der genannten Stellantriebe in verschiedenen Stationen zum Einsatz – unter anderem im Kartonaufrichter zur Formatverstellung in x- und y-Richtung, in der Klebestation zur Positionierung des Klebe-Aggregats sowie bei den Transporteinrichtungen zur Verstellung der Transportführungen.

'Konnektivität war das bedeutendste Kriterium bei der Auswahl der Stellantriebe', erinnert sich Herbert Erath, Leiter Sondermaschinenbau bei Fischer. Dementsprechend lag die Kernmotivation für die Umstellung auf die genannten Antriebe in deren Profinet-Fähigkeit. Mit Blick auf die Zukunftssicherheit hatte sich Fischer zuvor entschieden, bei sämtlichen Neuanschaffungen größten Wert auf die Kompatibilität mit diesem Standard zu legen. Im Fall des AG05 wird das proprietäre Protokoll Sikonet 5 über einen Feldbus-Konverter vom Typ Anybus aus dem Hause HMS auf Profinet umgesetzt.

Neben der Profinet-Fähigkeit sprach die kleine Baugröße für den AG05. Der Antrieb benötigt lediglich das Bauvo­lumen einer 0,33-Liter-Dose. Nicht zu vergessen eine Reihe von Zusatzfeatures, die sich in bestimmten Fällen als äußerst hilfreich erweisen – etwa ein am Antrieb verbautes Display, die Tastenbedienung sowie die Möglichkeit zum feldbuslosen Betrieb. Wie seitens der Firma Fischer explizit gewünscht, ist bei den Geräten eine werkzeug- und softwarefreie Adressierung möglich.

In Summe hat der Umstieg auf automatische Stellantriebe bei verhältnis­mäßig geringem Erstaufwand zu einer deutlichen Steigerung des Automatisierungsgrades der Produktionslinien und insbesondere der Verpackungsfertigung geführt und somit eine enorme Effi­zienzsteigerung bewirkt – weniger als fünf Minuten Rüstzeit im Vergleich zu ehemals 45 Minuten! Positiv wertet Herbert Erath zudem die Tatsache, dass über eine einfache Auswahl der Materialnummer die gesamte Produktion auf die gewünschten Teile umgestellt werden kann. Selbst neue Produktformate lassen sich mithilfe der Steuerung einfach einlernen.

Dazu werden die Stellantriebe manuell auf die neuen Positionen eingestellt. Der entsprechende Absolutwert lässt sich daraufhin in der Steuerung abspeichern. In der SPS sind die Einstellungen für jede Kartongröße und Kartonart hinterlegt. Die Steuerung schickt dann die entsprechenden Positionswerte für jede Achse an den Antrieb, dieser übernimmt den kompletten Verstellvorgang und quittiert die neue Position.

Last but not least hat sich aufgrund der Tatsache, dass durch den Einsatz der Stellantriebe keine Einstellfehler mehr auftreten können, die Qualität der Produkte erhöht und der Ausschuss ist auf ein Minimum gesunken.

Die Fischer-Gruppe

Die Unternehmensgruppe Fischer mit Sitz in Waldachtal, Kreis Freudenstadt, hat 2012 mit weltweit knapp 4000 Mitarbeitern einen Umsatz von knapp 620 Mio. Euro erzielt. Das Produktportfolio umfasst vier Geschäftsbereiche: Befestigungssysteme (Dübel und Bauzubehör), Automotive Systems (Multifunktionskomponenten für den Auto-Innenraum), Fischertechnik (Konstruktionsbaukästen) sowie Consulting (Prozessberatung). Mit Abstand größter Umsatzträger ist der Geschäftsbereich Befestigungssysteme.