Dirk Uffenkamp, Leiter Steuerungstechnik in der Produktionstechnologie bei der Firma Miele: „Die Industrie-PCs von Phoenix Contact haben sich bei der Überwachung und Diagnose unserer Montagelinie bewährt.

Die Firma Miele stellt seit über einem Jahrhundert Haus- und gewerbliche Geräte zur Wäschepflege sowie zum Spülen und Desinfizieren her. Weltweit arbeiten über 16 000 Menschen für das Unternehmen, davon rund 10 500 in Deutschland. Am Hauptsitz in Bielefeld werden neben Laborspülern, Desinfektionsanlagen und Haushaltsgeschirrspülern auch Staubsauger entwickelt und produziert.

Beim Staubsauger S2 geht Miele in der Endmontage einen neuen Weg: Um das Gerät zu einem wirtschaftlichen Preis anbieten zu können, setzt das Unternehmen auf ein weitgehend roboterbasiertes Montagekonzept für den kompletten Herstellungsprozess. „Vor diesem Hintergrund mussten wir auch die Bedienkonzepte anpassen", erklärt Dirk Uffenkamp, Leiter Steuerungstechnik in der Produktionstechnologie bei Miele.

Über Industrie-PCs erfolgen dabei Produktionsüberwachung, Betriebsdatenerfassung und Ausgabe von Störmeldungen. Damit der Mitarbeiter den jeweiligen Fertigungsschritt genau im Blick hat, müssen die Geräte direkt an der Montagelinie installiert sein. „Nur so kann der Bediener im Bedarfsfall schnell reagieren", betont Uffenkamp. Allerdings steht kaum Platz für das Anbringen der Industrie-PCs zur Verfügung.

Das begrenzte Platzangebot war einer der Gründe, weshalb sich Miele für die Industrie- PCs aus der Produktlinie VMT (Vehicle Mounted Terminal) von Phoenix Contact entschieden hat. Im Gegensatz zu Standard-Panel-PCs benötigen die IP65- geschützten Geräte kein zusätzliches Gehäuse, das die Sicht auf den Produktionsprozess verstellen würde. Aufgrund ihres komplett geschlossenen Gehäuses können die Rechner direkt an der Fertigungsanlage montiert werden.

Endmontage mit sechs Robotern

Um den Blick auf die Montagelinie nicht zu verstellen, setzt Miele auf kompakte Industrie-PCs der VMT-Linie (Vehicle Mounted Terminal).

In der Montageanlage werden die elektrischen Funktionselemente des Staubsaugers in das Unterteil eingebaut und anschließend an der Oberseite mit einem Abdeckrahmen und dem Oberteil verschlossen. Da die einzelnen Baugruppen meist komplett angeliefert werden, entfällt die Vormontage. Der gesamte Montageprozess umfasst sechs automatische Stationen sowie zwei manuelle Arbeitsplätze, wobei die Taktzeiten zwischen 30 und 45 Sekunden liegen.

Im ersten Schritt entnimmt ein Roboter das Unterteil von einer an der Zelle bereitgestellten Palette und legt es in einer Vorrichtung ab, damit ein zweiter Roboter die Laufrollen anbringen kann. Ein Werkstückträger transportiert das Unterteil dann zum nächsten Roboter, der die Kabeltrommel einbaut. Anschließend werden das Gebläse und die Dämmmatte eingelegt sowie die Kabeltrommel kontaktiert und in das Unterteil montiert.

Im vierten Schritt befestigt der Roboter den Abdeckrahmen, den er zuvor von einer Palette gegriffen hat. Danach verschraubt Roboter Nummer 5 das komplett bestückte Unterteil mit dem Abdeckrahmen, der wie alle Baugruppen in Tiefziehfolie verpackt angeliefert wird. Im letzten Produktionsschritt verbindet ein Mitarbeiter das vormontierte und bedruckte Gehäuse-Oberteil mit dem Unterteil. „Voraussetzung für dieses Montagekonzept war die Konstruktion automatisierungsgerechter Baugruppen", betont Uffenkamp.

Abschließend überprüft der sechste Roboter die korrekte Funktion des fertigen Staubsaugers. Dazu werden der Ein-/Ausschalter sowie die einzelnen Programme und Leistungsstufen betätigt. Der Industrie- PC VMT visualisiert hier auch die im Rahmen der Leistungskontrolle ermittelten Werte sowie eventuelle Störmeldungen. Im Fehlerfall kann das Bedienpersonal alle relevanten Informationen vom Display ablesen, das in unmittelbarer Nähe zum Prozess installiert ist.

Der funktionsfähige Staubsauger wird danach verpackt, über ein Fördersystem zur Endpalettierung transportiert und eingelagert. „Unsere Kunden erwarten höchste Qualität von Miele-Produkten. Dies lässt sich nur erreichen, indem die Fertigungsprozesse ständig verbessert werden - unter anderem durch Automatisierungstechnik", so Uffenkamp.

Uffenkamp und sein Team haben sich nicht nur wegen der kompakten und robusten Bauform für die VMT-PCs entschieden. Neben den industrietauglichen Hardware- und Software-Komponenten war die langfristige Verfügbarkeit der Geräte ein wichtiges Entscheidungskriterium. Zur Überwachung und Diagnose in der Montagelinie haben sich die Industrie-PCs von Phoenix Contact als optimale Lösung bewährt. Sie erfüllen die hohen Anforderungen an die Betriebssicherheit, die aus den Vibrationen sowie den hohen Umgebungstemperaturen resultieren.

Energie-Effizienz ist Pflicht

In der fast komplett automatisierten Montagelinie erledigt der Kollege Roboter sogar den abschließenden Funktions- und Leistungstest.

Bei Systemen wie dem VMT, der über ein industrietaugliches 15-Zoll-Touch-Display verfügt, kommt der Verlustleistung eine große Bedeutung zu. Schließlich hat die IP65-Gerätefamilie keine Lüfter. Deshalb basieren die Industrie-PCs auf einer Intel- Atom-Plattform, deren Kombination aus hoch integriertem Chipsatz und Strom sparendem Prozessor sich als besonders energieeffiziente Lösung erweist. Die Rechenleistung ist dabei über den Systemtakt der Atom-CPUs (1,1 GHz oder 1,6 GHz ) skalierbar: Entsprechende CPU-Module können einfach auf das Baseboard der IPCs gesteckt werden, das alle relevanten Schnittstellen und das Netzteil beinhaltet.

Um die hohe Schutzklasse bei gleichzeitig hoher CPU-Leistung realisieren zu können, werden in den VMTs ausschließlich verlustleistungsarme Prozessoren der Intel- Longterm-Roadmap verwendet - neben den Atom-CPUs auch Celeron-M oder Pentium-M-Prozessoren. Das gibt dem Anwender die Sicherheit, selbst in einigen Jahren noch funktionskompatible Industrie- PCs kaufen zu können. Die ständige Anpassung der Software an die geänderte Ausstattung des Rechners gehört damit der Vergangenheit an.

In der Montagelinie kommen neben den Industrie-PCs die konfektionierten Sensor-/ Aktor-Leitungen von Phoenix Contact zum Einsatz, die Miele bereits seit vielen Jahren für die einfache und schnelle Verkabelung von Lichtschranken, Endschaltern sowie anderer Sensoren nutzt. Mit der Schnellverriegelung Speedcon wurde der Installationsaufwand nochmals erheblich reduziert. Im besten Fall lässt sich die Montagezeit um bis zu 90 % minimieren.

Autor: Dietmar Knecht, Produktmanager für Industrie-PCs und HMI bei der Firma Phoenix Contact in Bad Pyrmont.