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Artikel und Hintergründe zum Thema

Schaltschrankbau

Silke Lödige | Inka Krischke,

Engineering mit digitalem Zwilling

Für zeitraubende Tätigkeiten wie das Verfassen von Stücklisten anhand von Schaltplänen fehlt im Schaltschrankbau schlicht die Zeit. Wie lässt sich der Prozess – von der Planung über die Installation bis zum Betrieb – optimieren?

© Weidmüller

Der 'Weidmüller Configurator' (WMC) unterstützt das Engineering und liefert 3-D-Modelle als digitalen Zwilling.

© Weidmüller

Längst hat der PC die dicken Kataloge vom Schreibtisch verdrängt. Waren die Anfänge kaum mehr als eine Monitoransicht der gedruckten Seiten, hat sich der Bestellvorgang inzwischen völlig verändert. Wie das im Detail aussehen kann, lässt sich am Beispiel des ‚Weidmüller Configurator‘ (WMC) zeigen: 

Statt in langen Listen zu suchen, kann der Anlagenbauer den Konfigurator starten und den Bestellprozess beginnen. Die Software beschleunigt Auswahl, Projektierung und Bestellung von Tragschienenkomponenten aus dem Anbieter-Programm. Durch eine selbsterklärende Oberfläche und Drag&drop-Funktionen ist sie intuitiv bedienbar und verhindert dank einer Plausibilitätskontrolle fehlerhafte Aufbauten beziehungsweise korrigiert sie selbstständig. Nur passend ausgewähltes Zubehör lässt sich zur aktuellen Konfiguration hinzufügen. Darüber hinaus enthält das Tool eine Datenbank mit Best-Practice-Lösungen für standardisierte Projekte. Da es auch eine virtuelle Beschriftung beinhaltet, erfolgt dank direkter Schnittstellen zu CAD-Programmen und einer Markierungssoftware die Planung und Beschriftung der Komponenten in einem Schritt.

Anwender können das Tool darüber hinaus in den Workflow mit E-CAD-Systemen einbinden. Die Produktdaten aus dem Konfigurator sind in alle gängigen Engineering-Systeme – zum Beispiel ‚Eplan Electric P8‘ oder ‚Zuken E³.series‘ – vollständig integrierbar. Hohe Detailtreue bei der Tragschienenbestückung steigert die Planungsqualität gegenüber E-CAD-Tools: Die gängigen Engineering-Systeme erzeugen das Abbild beispielsweise einer Klemmenleiste, die nach reinen elektrischen Funktionen aufgebaut ist, das mechanische Zubehör fehlt. Anwender können dies entweder manuell ergänzen oder dem Konfigurator überlassen, der das Projekt mit dem passenden Zubehör wie Abschlussplatten, Endwinkeln und Markierungen komplettiert. Die so aufbereiteten Datensätze schickt das Tool wieder an das Engineering-System zurück, sodass der Anwender nun mit dem kompletten Datensatz weiterarbeiten kann. Mit diesem detailgetreuen, virtuellen Abbild – dem ‚digitalen Zwilling‘ – lassen sich auch 3D-Ansichten erzeugen, die das Bemaßen, Verdrahten und Markieren beim Schaltschrankbau erleichtern.

Nach Abschluss der Konfiguration kann der Anwender per Knopfdruck innerhalb von wenigen Minuten ein individuelles Angebot anfordern. Basierend auf verschiedenen ‚Service-Levels‘ erhält er in wenigen Tagen die individuell assemblierten Produkte. 

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Ready to robot

Automatische Montage der individuell realisierten, einbaufertigen Klemmenleiste.

© Weidmüller

Um den Assemblierungs- und Beschriftungsservice zu verbessern und zu beschleunigen, setzt Weidmüller auf ein roboterfreundliches Komponentendesign und Push-In-Anschlusstechnik. Daher präsentierte das Unternehmen auf der Hannover Messe 2018 eine automatische Klemmleistenbestückung mit dem daraus abgeleiteten Mehrwert einer digitalisierten und automatisierten Prozesskette für Maschinen- und Produktionsanlagen. In diesem Demonstrator wurde die Klemmleiste von der Konfiguration über die vollautomatische Bestückung bis zu Intralogistik und Fertigstellung begleitet. Auf der Hannover Messe 2019 integrierte das Unternehmen einen Technologiedemonstrator zur vollautomatischen Beschriftung in den vorhandenen Prozess:

Bis dato war es Stand der Technik, eine Matte mit Markierern zu bedrucken, die anschließend aus der Matte herausgetrennt und an den Komponenten angebracht wurde. Diese zeitraubende Angelegenheit birgt allerdings das Risiko fehlerhafter Bestückung. Weidmüller vereinfacht diesen Arbeitsschritt mit einem Beschriftungsverfahren, bei dem die Klemmen bereits mit neutralen Markierern bestückt sind, die auf der fertig assemblierten Schiene bedruckt werden. Auch hier spielt der mit dem ‚WMC‘ erzeugte digitale Zwilling eine wichtige Rolle, insofern als die einzelnen Beschriftungsebenen aus seinen Daten generiert und direkt an den ‚Klippon Automated RailLaser‘ gesendet werden. Das Bedienpersonal muss lediglich die bestückte Tragschiene in das System einlegen und anschließend die Start-Taste betätigen. Ein Datamatrix-Code auf der Rückseite der Tragschiene stellt sicher, dass das richtige Programm aufgerufen wird. Der ‚Klippon Automated RailLaser‘ überprüft zuerst die eingelegte Tragschiene und führt einen Abgleich von digitalem und realem Modell durch. Anschließend erfolgt die direkte Beschriftung der Markierer auf den Reihenklemmen. Die Farbe der verwendeten Markierer spielt dabei keine Rolle; neben weiß und gelb lassen sich andersfarbige Markierer vollautomatisch bedrucken. Durch diese Möglichkeit sind branchenspezifische Farbanforderungen beziehungsweise individuelle Farbschemata der Anwender realisierbar. 

Basierend auf dem digitalen Zwilling kennt der ‚Klippon Automated RailLaser‘ neben der Position des Markierers das jeweilige Material und kann so vollautomatisch die optimalen Beschriftungsparameter einstellen. Eine automatisierte Vorbestückung der Tragschiene ist kein Muss, denn auch manuell bestückte Tragschienen lassen sich aufgrund einer umfangreichen Messvorrichtung im Gerät fehlerfrei beschriften. Insbesondere bei Tragschienen mit unterschiedlichen Reihenklemmenkonturen beziehungsweise mehreren ‚Klemmblöcken‘ zeigen sich die Vorteile: Einzelnes Heraustrennen des Markierers aus einer MultiCard-Matte, Zuordnen des Markierers zur richtigen Komponente und das Aufrasten des Markierers auf die jeweilige Komponente gehören der Vergangenheit an. 

Mit dem digitalen Zwilling, den der ‚WMC‘ automatisch erzeugt, erhält der Anwender die Datenbasis für eine volldigitale Produktion. Standardisierte Schnittstellen sorgen für die nahtlose Einbindung der virtuellen Produktdaten in Engineering-Tools und Product-Lifecycle-Management-(PLM-)Systeme.

Autorin:
Silke Lödige ist Referentin Fachpresse bei Weidmüller in Detmold. 

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