Datenaufbereitungswerkzeug für die automatisierte Drahtfertigung
Kürzere Durchlaufzeit, höhere Qualität
Die Verdrahtung ist beim Schaltschrankbau eine fordernde und immens wichtige Tätigkeit. Sie gehört zu dem zeitaufwändigsten Fertigungsprozess im gesamten Produktionsprozess. Hier bietet Komax technisch durchdachte Automatisierungslösungen, um diese Zeitspanne erheblich zu senken. In dieser Wertkette braucht es neben der Automatisierung auch die Digitalisierung der relevanten Fertigungsdaten. Mit der Softwarelösung Digital Lean Wiring (DLW) wird dieser Prozess auf einfache Weise unterstützt.
Virtuelles Verdrahten auf einem hochauflösenden Foto – Bild: Komax AG

Um einen verbesserten Informationsfluss zu erhalten, müssen die Fertigungsdaten für den Automaten aufbereitet und mit notwendigen Informationen angereichert werden. Werden Prozesse automatisiert, dann ist auch noch zu bedenken, wie der Prozess der Datenaufbereitung erfolgen soll. Die Softwarelösung Digital Lean Wiring (DLW) von Komax bietet hier praktische und effiziente Unterstützung. Warum ist eine Automatisierung sinnvoll?

Bild 2 | Halb-automatisch geroutete Drähte in DLW
Bild 2 | Halb-automatisch geroutete Drähte in DLWBild: Komax AG

Manuelle Drahtfertigung und Datenaufbereitung

Bei der konventionellen Herstellung eines Schaltschranks entfällt etwa die Hälfte der Produktionszeit auf die händische Verdrahtung. Es beinhaltet die Erfassung der Anschlussinformationen, der elektrischen Verbindungen, der Bauteilanschlüsse und der Verlegewege, sowie die Bestimmung des benötigten Drahtmaterials. Anhand der Elektro-Bauteile entscheidet das Elektrofachpersonal anschließend, welche Aderendbehandlungen sinnvoll sind. Die Drahtlänge wird beim Verlegen des Drahtes ad hoc ermittelt und die Drähte entsprechend per Hand gefertigt. Aus einer Studie der Universität Stuttgart DE ist zu entnehmen, dass das Lesen einer Verbindung aus einem Elektro-Schema mit 300 Seiten durchschnittlich 67 Sekunden lang dauert.

Digitale Datenaufbereitung trotz Medienbruch im Informationsfluss

Natürlich ist man auch beim automatisierten Fertigungsprozess auf gut aufbereitete Fertigungsdaten angewiesen – es vereinfacht den gesamten Digitalisierungsprozess wesentlich. Mit digitaler Datenaufbereitung bei der automatisierten Drahtvorfertigung wird diesem Problem begegnet. Entscheidend für eine effiziente Aufbereitung ist, in welcher Form die Fertigungsinformationen des Auftraggebers angeliefert werden. Falls nur ein Elektroschema in Papierform besteht, dann müssen die Daten mit großem Aufwand in einer Liste erfasst werden. Falls jedoch bereits eine elektronische Verbindungsliste besteht, dann wird vieles einfacher. Die digitalen Daten können von der Software direkt übernommen und bearbeitet werden. Vorteilhaft wirkt es sich aus, wenn die Datenaufbereitungssoftware so konzipiert ist, dass sich deren Einsatz bereits ab Losgröße 1 rechnet, egal ob der Drahtsatz im eigenen Unternehmen oder extern bei einem Konfektionär vorgefertigt wird. Die Software sollte zudem die Drahtfertigungsdaten mit dem internen vorhandenen Fachwissen schnell und effizient aufbereiten. Dabei müssen die Fertigungsaufträge auf die intern vorhandenen Fähigkeiten und Prozessabläufe in der Produktion perfekt abgestimmt werden. Die Erfahrung zeigt zudem, dass insbesondere erfahrenes Fachpersonal aus der Fertigung/Produktion gut für die Datenaufbereitung qualifiziert ist, da diese Personen die Produktionsabläufe gut kennen und in die Fertigungsdaten umsetzen können.

Bild 3 | Schema lesen
Bild 3 | Schema lesen Bild: Komax AG

Einfache Ergänzung unvollständiger Fertigungsdaten

Bei mangelhaften Daten ist der Schaltschrankbauer zwar weiterhin auf das Fachwissen des Personals angewiesen. Er kann jedoch auch auf die Hilfe der Software zählen. Algorithmen können beim Importvorgang die eindeutigen und auf den Automaten abgestimmten Schlüssel-informationen identifizieren und die Fertigungsliste entsprechend ergänzen. So entsteht eine hochwertige vollständige Liste, die am Ende der Datenaufbereitungsaktivität als kompletter Drahtsatz eines Schaltschrank-Projekts mit einer CSV-Datei exportiert werden kann. Mit einem weiteren Konvertierungsvorgang werden die Fertigungsdaten für Automaten im Schneidraum in maschinenlesbare Formate umgewandelt.

Draht-Fertigungsdaten aufbereiten mit Digital Lean Wiring

Komax‘ Digital Lean Wiring (DLW) ist ein Werkzeug für die Erfassung der Daten und die Aufbereitung der Drahtlisten. Die Software zielt darauf ab, die Datenaufbereitung für die hochautomatisierte Drahtfertigung zu optimieren. Zugleich kann die Verdrahtungsreihenfolge bestimmt werden, was zu einer weiteren Zeiteinsparung beim Verlegen der Drähte führt. Wird die DLW Software in Kombination mit einer vollautomatischen Kabelverarbeitungsmaschine Zeta 630 eingesetzt, dann entsteht eine Hebelwirkung, die den Verdrahtungsaufwand für einen Schaltschrank reduziert.

Bild 4 | Digital Lean Wiring
Bild 4 | Digital Lean WiringBild: Komax AG

Wie funktioniert das Tool?

Auf hochauflösenden Fotos des Schaltschranks oder maßstabsgetreuen 2D-Layouts können die fehlenden Längen für die Drähte virtuell geroutet werden. Drahtlisten aus E-CAD-Systemen können als CSV-Dateien importiert werden. Falls ein Schema die Ausgangsbasis bildet, dann wird das Bedienungspersonal mit effizienten Funktionen beim Erfassen einer Drahtverbindung unterstützt. Im Hintergrund werden die benötigten Daten für die Aderendbehandlung aufgrund des Querschnitts für die Verarbeitungsmaschine passend zusammengestellt. Je nach Kundenanforderung kann zudem der Draht-Drucktext einfach konfiguriert werden. Denkbar sind z.B. flexible Bezeichnungen für Start- und Ziel, oder auch mit einem über die ganze Drahtlänge verteiltem Endlosdruck. Die Fertigungs- und Montagereihenfolgen können nach bauteilorientierten Kriterien sortiert und gebündelt werden. Potentialschlaufen werden mit einem Funktionsaufruf in der Drahtliste ausfindig gemacht und in eine verdrahtungsoptimierte Reihenfolge sortiert. Die aktuelle DLW-Version unterstützt neben der Ink-Jet-Drucktechnologie auch die Schlauchbedruckung (Tube Marking).

Fertigungszeiten für einen Schaltschrank mit 500 Drähten

Bild 5 | Manuelle Drahtfertigung
Bild 5 | Manuelle DrahtfertigungBild: Komax AG

Für die Datenaufbereitung braucht ein gut trainierter DLW-Anwender ab Elektroschema für 500 Drähte etwa 6,3 Stunden. Für die automatisierte Drahtvorfertigung inklusive der Logistik zum Montageplatz kann ein zeitlicher Aufwand von 2,8 Stunden gerechnet werden. Weil die Drähte mit einer montageoptimierten Reihenfolge angeliefert werden, ist das Verdrahten mit einer Zeit von 4,9 Stunden zu veranschlagen. Zudem sind Anschlussinformationen auf dem Draht aufgedruckt, so dass beim Verdrahten kein Schema benötigt wird und das aufwändige Suchen des nächsten Drahtes entfällt. Insgesamt muss der Verdrahtungsaufwand bei diesem Schrank mit fast 14 Stunden angesetzt werden. Mit der Kombination DLW und einer Zeta 630 kann hingegen eine Zeiteinsparung von mehr als 60% gegenüber der manuellen Drahtfertigung erzielt werden. Die Durchlaufzeit wird ebenfalls markant kürzer. Eine Investition in ein automatisiertes Produktionsverfahren amortisiert sich also. Zu bedenken ist auch die höhere Qualität, die mit der vollautomatisierten Lösung erzielt wird.

Komax ist Mitglied beim Gewinner des SCHALTSCHRANKBAU INNOVATION AWARD 2021 Smart Cabinet Building Initiative (www.smart-cabinet-building.com), zusammen mit den Partnern Weidmüller, Zuken und Armbruster Engineering. Die Initiative verbindet Technologien und Expertise um ganzheitliche Lösungen zur Automatisierung von Prozessen im Schaltschrankbau anzubieten, und ihnen zu helfen, Wettbewerbsvorteile zu entwickeln.

www.komaxgroup.com

Komax AG

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