Ein zentraler Aspekt der Automatisierung ist die Auswahl des richtigen Leitungsmaterials. Die Design Guidelines empfehlen, auf eine reduzierte Anzahl von Drahtvarianten (z.B. Typ, Querschnitt und Farbe) zu setzen, da dies den Automatisierungsprozess vereinfacht und die Effizienz in der Produktion steigert. Insbesondere die Sequenzierfähigkeit der Drähte, also die Möglichkeit, sie in einem automatisierten Ablauf richtig anzuordnen, ist entscheidend. Neben der Reduktion der Lagerhaltungskosten können die Investitionskosten für das Equipment ebenfalls reduziert werden. Der Leitfaden betont auch die Vorteile von Einzelleitungen, die sich besonders gut für automatisierte Prozesse eignen, da sie leichter verarbeitet werden können als mehradrige Kabel oder Massivdrähte. Mehradrige Leitungen sind ebenfalls möglich, erfordern jedoch unterteilte Prozesse für ihre automatisierte Verarbeitung. Die Qualität der verwendeten Leitungen ist ein weiterer entscheidender Faktor für die Prozessstabilität und Automatisierbarkeit. Die Verpackungseinheiten des Leitungsmaterials beeinflussen ebenfalls die Komplexität des Automatisierungsprozesses. So sind beispielsweise kleine Spulen oder lose Ringe ungeeignet, da sie häufig zu Problemen wie Knoten- oder Drallbildung führen, was die automatische Zuführung erschwert. Große Spulen, die sich ohne Umwege abrollen lassen, sind die beste Wahl für eine automatisierte Verarbeitung.
Aderendbehandlung
Für die Aderendbehandlung, die den Abschluss des Drahtes vor seiner Verbindung beschreibt, bietet der Leitfaden ebenfalls klare Empfehlungen. Ein wichtiger Schritt zur Automatisierung ist die Standardisierung dieser Prozesse. Die Design Guidelines schlagen vor, auf kompakte Aderendhülsen und offene Kontakte zu setzen, da diese einfacher zu verarbeiten sind und sich gut in automatisierte Systeme integrieren lassen. Offene Kontakte ermöglichen eine einfache Überwachung des Crimpvorgangs, bei dem der Draht mechanisch in den Kontakt eingefügt wird. Geschlossene Kontakte hingegen sind komplexer und teurer in der Verarbeitung. Der Leitfaden empfiehlt, lose gedrehte Kontakte, wo möglich, durch gegurtete offene Kontakte zu ersetzen, um die Automatisierung weiter zu vereinfachen. Es gibt auch Alternativen zur herkömmlichen Aderendhülse, wie das Ultraschall- und Widerstandsschweißen. Beide Verfahren bieten eine feste, saubere Verbindung und ermöglichen flexible Anpassungen in der Fertigung, wie zum Beispiel unterschiedliche Querschnitte oder Längen der zu verarbeitenden Drähte. Für unvorverzinnte Drähte wird die Ultraschallverdichtung verwendet, die dabei weniger aufwendig und energieeffizienter als Widerstandschweissen gilt. Widerstandsschweißen ist dagegen eine gute Alternative für verzinnte Drähte und Litzen und bietet ebenfalls flexible Anpassungsmöglichkeiten bei den Drahtquerschnitten. Ein wichtiger Punkt der Aderendbehandlung ist die Wahl der richtigen Crimptechnologie, um eine hohe Qualität der Verbindung sicherzustellen. Band-Aderendhülsen auf Rollen eignen sich besonders gut für die Automatisierung, und die Fertigungstoleranzen beim Außendurchmesser der Drähte und dem Innendurchmesser der Aderendhülsen müssen exakt passen, um eine reibungslose Verarbeitung zu gewährleisten.
Markierung
Ein weiteres Schwerpunktthema der Design Guidelines ist die Markierung der Drähte. Diese ist nicht nur für die Fertigung, sondern auch für die Wartung und Fehlersuche von Vorteil, da sie eine eindeutige Identifikation der Drähte und deren Verbindungen ermöglicht. Eine klare und gut sichtbare Markierung der Drähte erhöht die Qualität und Effizienz in der Produktion und erleichtert die spätere Instandhaltung. Für die Markierung werden drei Technologien hervorgehoben, die sich unterschiedlich gut für den automatisierten Prozess eignen: Die direkt auf den Draht aufgedruckte Tintenstrahlmarkierung, die Schlauchbeschriftung und die Clip- oder Folienmarkierung. Die Tintenstrahlmarkierung bietet dabei die höchsten Automatisierungsmöglichkeiten, da sie direkt in den Fertigungsprozess integriert werden kann. Sie ist besonders effektiv, da sie auf nahezu allen Drahtfarben lesbare Ergebnisse liefert und mit hoher Geschwindigkeit arbeitet. Die Schlauchbeschriftung bietet ebenfalls eine gute Automatisierbarkeit, erfordert jedoch im Vergleich zum Tintenstrahldruck einen höheren Aufwand. Clip- und Folienmarkierungen sind hingegen weniger gut geeignet.
Automatisierte Drahtkonfektion
Der Einsatz der heute am Markt gängigen E-CAD-Systeme zur Erzeugung von Drahtlisten unterstützt die Automatisierung. Diese Listen enthalten Informationen zu Drahttyp, Querschnitt, Farbe und Aderendbehandlung. Der Prozess Data2Wire beschreibt den Datenfluss von der Erstellung eines Schaltplans bis zur automatischen Drahtkonfektion – inklusive der aufgedruckten Verdrahtungsinformation. Ein Schemalesen ist somit nicht mehr notwendig. Für die automatisierte Drahtkonfektionierung – aber auch für die Arbeitsvorgänge wie Schneiden, Crimpen oder Abisolieren – bietet Komax ein umfangreiches Hardware-Portfolio, beispielsweise in Form der Zeta-Produktreihe.
Vier Fragen an René Lehn,
Application Specialist Data2Wire bei Komax
ein Change-Management-Prozess im Unternehmen, dabei sollte
die Unternehmungsführung auch die Mitarbeiter mit einbeziehen
und sie auf den künftigen Prozess vorbereiten. René Lehn Bild: Komax AG
Herr Lehn, aus Ihrer Erfahrung: Wieviele Schaltschrankbauer haben ihre Kabelkonfektionierung bereits automatisiert, und welche Ausprägungen gibt es dabei?
Eine genaue Zahl zu sagen, ist sehr schwierig. Ich gehe davon aus, dass es keine 20% in der DACH-Region sind. In der Schweiz gibt es den Schaltschrankbau-Verband VSAS (Schaltanlagenbauer), wo die meisten Schaltschrankbauer als Aktivmitglied teilnehmen und die Zukunft der Branche mitgestalten. Mit einem Blick in die Mitgliederliste stelle ich fest, dass weniger als 10% ihre Drähte automatisiert konfektionieren. Die Drahtlänge ist ein wichtiger Fertigungsparameter, der erst beim Verlegen bekannt wird. Das Ermitteln der Drahtlänge war bis vor kurzem nur mit einem zeitraubenden Prozess möglich und bei Wiederhol-Projekten lohnte sich die Vorfertigung der Drähte. Die heutigen führenden E-CAD-Lösungen am Markt bieten die Funktion Schaltschrank-Routen an und somit erhält die Produktion die Drahtlänge vor dem Verdrahten. Investitionen in die Automatisierung war und ist immer auch noch eine Frage der Betriebsgröße. Der Investitionsaufwand in E-CAD Systeme und die automatisierte Drahtkonfektion stellen für viele Unternehmungen eine Herausforderung dar. Schaltschrankbauer, die bereits Erfahrungen gemacht haben mit einem Fräsbearbeitungscenter, erkennen das Potential dieser Effizienzsteigerung und sind offener gegenüber der automatisierten Drahtkonfektion, wodurch die Verdrahtungszeit bis 80% reduziert werden kann. Die Unternehmensgröße spielt heute eine untergeordnete Rolle, um die Drähte automatisiert zu konfektionieren. Es gibt mittlerweile verschiedene Angebote und Lösungsansätze, um die Wettbewerbsfähigkeit zu stärken. Kunden berichteten mir, dass sie das Geschäftsmodell anpassten, um mit dem Produktionsprogramm die Breite des Materialsortiment auf die Automatisierung optimal auszurichten.
Mit Blick auf die in den Design Guidelines getroffenen Empfehlungen: Welche hauptsächlichen Fehler werden bei der automatisierten Kabelbaumerstellung begangen?
Von Fehlern kann man nicht sprechen, eher von Hürden, die vorhanden sind. Weil sie sehr gut funktionierten beim manuellen Drahtkonfektionsprozess und mit der Automatisierung die Zulieferung des Materials und der Daten in den Fertigungsprozess schneller sein muss. Die Investition in die Automatisierung der Schaltschrankverdrahtung ist auch ein Change-Management-Prozess im Unternehmen, dabei sollte die Unternehmungsführung auch die Mitarbeiter mit einbeziehen und sie auf den künftigen Prozess vorbereiten. Mit begeistertem Personal lässt sich die Automatisierung einfacher und erfolgreich umsetzen.
Wenn ich mich als Schaltschrankbauer zu einer automatisierten Kabelkonfektionierung entschließe: Bietet Komax hier entsprechende Beratungsleistungen, wie ich einen solchen Prozess in meinem Betrieb aufsetze?
Ich nenne diesen Prozess als einen Beschaffungsprozess, der sich in 3 Phasen unterteilt werden kann – Lernphase, Definitionsphase und Inbetriebnahmephase. Meine Kollegen aus dem Vertrieb beraten in einer ersten Phase den Schaltschrankbauer und analysieren den aktuellen Verdrahtungsprozess und das aktuelle Fertigungsprogramm bezüglich Materials, Prozess und Informationen. Aufgrund dieses Ergebnisses wird eine erste Lösungskonfiguration erarbeitet mit einem Preisschild. Nach einigen Feinabstimmung und mit einer ROI-Betrachtung wird die Definitionsphase abgeschlossen. Je nach Bedürfnis werden verschiedene Dienstleistungen angeboten, um die Inbetriebnahme erfolgreich durchzuführen. Unterhalts- und Unterstützungsdienstleistungen werden von den Vertriebskollegen vorgeschlagen, um eine hohe Verfügbarkeit der Investition zu gewährleisten. Auf Ihre Frage zurückkommend: Die Beratungsdienstleistungen sind im Verkaufsprozess beinhaltet.
Welche Optionen habe ich als Schaltschrankbauer, wenn ich diesen Themenkomplex eher auslagern möchte?
Die ‚Make or Buy‘-Entscheidung ist auf ‚auslagern‘ gefallen. Wenn ein Schaltschrankbauer die Vorkonfektion der Drähte auslagern möchte aus verschiedenen Gründen, dann ist die Datenaufbereitung sehr zentral. Die Fertigungsdaten eines Drahtsatz inklusive der Länge wird an einem Drahtkonfektions-Dienstleisters übergeben, der führt den Auftrag aus und versendet den Drahtsatz innerhalb kürzester Zeit an den Auftraggeber. Auch bei dieser Outsourcing-Variante haben wir auch ein Angebot, bzw. Lösungsansatz. Bei diesem Ansatz fallen die Themen wie der Lagerhaltung von Drahtmaterial, die automatisierten Fertigungsprozesse und auch der Unterhalt, bzw. Wartung der Drahtkonfektionsmaschine weg.
