Das Solarmodul sagt dem Roboter wo’s lang geht.

Das Solarmodul sagt dem Roboter wo’s lang geht.Siemens

Die Fertigung von Solarmodulen ist extrem vom internationalen Wettbewerb geprägt – und deshalb auch von hoch automatisierten, komplexen Produktionsprozessen mit wenigen manuellen Eingriffen. Aber auch nach den wenigen händischen Schritten  müssen die Bearbeitungsstationen wissen, welches Modul in welchem Zustand auf sie zukommt und was damit zu tun ist. Also müssen sich die Module von Anfang bis Ende der Produktion lückenlos nachverfolgen und eindeutig identifizieren lassen.

Ein bewährtes Mittel dazu sind Barcodes und Data Matrix Codes (DMC), die direkt auf, unter oder auch in das Glassubstrat gebracht oder auf Labels gedruckt und dann aufgeklebt werden. Ein solcher Code macht jedes Modul einzigartig, also identifizier- und nachverfolgbar. Die Zuverlässigkeit der eingesetzten Code-Lesesysteme beeinflusst die Prozesssicherheit und somit auch die Produktivität und Ausbringung entscheidend. Deswegen setzt Reis Robotics aus Obernburg am Main bei Systemlösungen für die Solarmodulfertigung auf ein durchgängiges Simatic-Code-Lesesysteme von Siemens.

Schnell und zuverlässig identifizieren

Der Anlagenbauer setzt für Anwendungen in der Photovoltaikindustrie auf das stationäre Code-Lesesystem Simatic MV420 in der Basisausführung SR-B mit einer Standardauflösung von entweder 640 mal 480 oder 752 mal 480 Pixeln. Das kompakte Gerät mit integrierter Optik und Beleuchtung eignet sich für Lesedistanzen im nahen bis mittleren Bereich von etwa 15 bis 220 mm. Es liest alle gängigen 1D/2D-Codes und DMCs weitgehend unabhängig von Drucktechnik und Trägermedium. Auch das Lesen auf schwierigen Oberflächen, wie reflektierenden oder strukturierten Glasoberflächen von Solarmodulen und von genadelten Direct Part Markings (DPM) auf Metalloberflächen von Gussteilen, ist für das Gerät mit Schutzart IP67 kein Problem. Die Basisvariante hat eine Leseleistung von bis zu 40 Codes pro Sekunde und kann bis zu fünf Codetypen speichern und auswerten.

Code-Lesesysteme sorgen für die Nachverfolgung  und die Steuerung des Fertigungsflusses.

Code-Lesesysteme sorgen für die Nachverfolgung und die Steuerung des Fertigungsflusses.Siemens

Einfach anbinden und kommunizieren

Neben wettbewerbsfähigen Kosten war das entscheidende Argument für den Anlagenbauer, dass der Leser über Profinet kommuniziert. Dies erleichtert in den weit verteilten Produktionssystemen mit mehreren Hundert Teilnehmern die Arbeit: von der Anbindung und Inbetriebnahme über den Datentransfer bis zur Fehlerdiagnose und Wartung. Der Code-Leser lässt sich wahlweise über ein Anschaltmodul ASM456 (Profibus), eine serielle RS232-Schnittstelle, ein Kommunikationsmodul RF180C (Profinet IO) oder aber direkt via Profinet an die Simatic-Welt anbinden. Reis setzt bevorzugt auf die zuletzt genannte Variante, weil sich damit sämtliche Parameter ohne zusätzliche Hardware und ohne Programmieraufwand über den Kommunikationsbaustein FB79 austauschen lassen. „Der Baustein liefert sämtliche Parameter des Lesers, von der Achs- und Winkellage über alle optischen Daten bis zur Art des Codes. Mit diesen Daten ließe sich bei Bedarf noch sehr viel mehr machen, beispielsweise die Position eines Robotergreifers automatisch korrigieren“, so Uwe Eich, Abteilungsleiter Steuerungstechnik bei Reis Robotics. Unter Profinet gibt es außerdem kaum Einschränkungen in puncto Teilnehmerzahl, Streckenlänge und Übertragungsgeschwindigkeit.

Inbetriebnahme und Diagnose via Webbrowser

In Betrieb genommen und konfiguriert werden die stationären Codeleser über eine webbasierte Bedienoberfläche und den Internet Explorer. Nach Zuweisung einer gültigen IP-Adresse im Primary Setup Tool und deren Eingabe im Webbrowser hat der Anwender sofort Zugriff auf alle Einstellmöglichkeiten, kann den Leser anhand eines Live-Bildes an die spezifischen Gegebenheiten anpassen und schließlich die Auswertung starten. Der webbasierte Ansatz unterstützt im normalen Auswertebetrieb verschiedene Bedien- und Beobachtungsfunktionen und ist auch bei eventuellen Störungen hilfreich, um Fehler schnell lokalisieren und beheben zu können.

„Ein nicht zu unterschätzender Vorteil in den meist sehr weitläufigen Solarmodulfabriken ist die Möglichkeit, sämtliche Codeleser eines Profinet-Segments notfalls auch über ein Windows-basiertes Simatic-HMI-Gerät diagnostizieren zu können“, so Uwe Eich. Dazu muss lediglich die IP-Adresse des Lesers bekannt und der Zugang zum Netzwerk möglich und autorisiert sein. Das spart mitunter viele Wege. Über die integrierten Visualisierungsmöglichkeiten hinaus können OEMs, Systemintegratoren oder Anwender mit Simatic WinCC Flexible oder WinCC auch eine spezifische Bedienoberfläche erstellen.

Zwischenzeitlich haben die Obernburger auch einen Weg gefunden, die Lesegeräte an ihre eigene Robotersteuerung anzubinden, sodass sie einfachere Anwendungen ohne zusätzliche SPS oder Peripherie kostengünstig aufbauen können. Für anspruchsvollere Anwendungen, wie das schnelle Lesen auch mehrerer Codes im Durchlauf oder aus einem größeren Abstand, setzt Reis ebenfalls auf Code-Lesesysteme von Siemens. Dabei kommen mittlerweile auch die Systeme MV420 SR-P und MV440 in verschiedenen Ausführungen und Anwendungen zum Einsatz. Die Code-Leser lassen sich mit einer breiten Auswahl an Objektiven und verschiedenen Beleuchtungssystemen auf den Anwendungsfall abstimmen.