Hausgerätehersteller setzt auf Connected Enterprise

Cosma, ein italienischer Maschinenbauer, entwickelt Maschinen zur Kaltumformung von Blechen für Weiße Ware und Haushaltsgeräte. 95 % davon produziert das Unternehmen in eigenen Fabriken. „Dadurch sind wir nicht nur einer der innovativsten Anbieter auf dem Markt, sondern können auch Kundenwünschen bestmöglich gerecht werden“, erläutert Fabrizio Beretta, Chief Engineer und Sales Manager bei Cosma. Zu seinen Kunden zählen die weltweit größten Produzenten von großen Haushaltsgeräten wie Kühlschränke, Gefriertruhen, Waschmaschinen und Geschirrspüler. „Unsere Anlagen verarbeiten 0,35 bis 1 mm dicke Bleche. Sie müssen dabei den hohen Anforderungen unserer Kunden hinsichtlich Produktivität, maximaler Genauigkeit und Qualität entsprechen und das bei termingetreuer Fertigung“, erklärt Marco Moretti, Head of Software & Hardware Development bei Cosma.

Zwischen April und Dezember 2015 wurde für einen Kunden eine neue Anlage zum Fertigen von Waschmaschinengehäusen entwickelt. Das in Zentralamerika ansässige Unternehmen setzte dabei auf eine Steuer- und Visualisierungslösung von Rockwell Automation. In der 70 m langen Anlage werden die Bleche nach dem Abschneiden und Vorlackieren (in Weiß, Rot, Grau oder Schwarz) automatisch zugeführt. Im nächsten Prozessschritt werden die Bleche präzise zugeschnitten und abgekantet. Anschließend werden die Bleche in die typische U-Form gebracht und über einen Manipulator mit Saugsystem zur nächsten Station befördert. Hier erfolgt per Clinch- und Befestigungssystem die automatische Montage der Rückseite. Am Ende der Fertigungsstraße werden die komplett fertigen Gehäuse ausgeschleust. „Die Anlage ist auf die Produktion von 240 Waschmaschinen pro Stunde ausgelegt“, führt Marco Moretti weiter aus. Die Tagesleistung der Fabrik liegt bei rund 1 800 Teilen.

Die Herausforderung: Systemtakt von 15 Sekunden

64 Achsen sorgen für eine flexible Fertigung der Waschmaschinengehäuse.

Rockwell Automation

Die Herausforderung der Anlage skizziert Marco Moretti: „Der Kunde benötigte eine Durchlaufzeit von 15 s, was nur mit einem hohen Automatisierungsgrad realisierbar war.“ Die Konsequenz daraus: 64 Achsen sind in der Anlage verbaut. Folglich braucht es eine leistungsstarke Automatisierungsarchitektur zur Steuerung der Hauptfunktionen innerhalb der Anlage.

Im April 2015 begannen Cosma und Rockwell Automation mit der Entwicklung der Automatisierungsarchitektur. Die Gründe für die Entscheidung des Maschinenbauers waren die leistungsstarken Servoantriebe und -motoren sowie die Steuer- und Visualisierungstechnologien. Marco Moretti: „Die Anlage muss Bleche effizient und hochgenau bearbeiten können. Bei der Fertigung der Anlage verfolgten wir eine Monomarkenstrategie mit Komponenten und Lösungen von Rockwell Automation, um unserem Kunden eine integrierte Automatisierungsplattform bereitstellen zu können.“

Die Lösung: integrierte Antriebstechnik

Die Servoantriebe Kinetix 5700 sichern die Blechfertigung.

Rockwell Automation

Cosma setzt auf folgende Komponenten: Servoantriebe Kinetix 5700-S (Serie 2198), Servomotoren (MP-Serie), Frequenzumrichter PowerFlex 525 sowie Point-I/O als Remote-System. Als Steuerungsplattform nutzt Cosma die Typen ControlLogix 1756 und GuardLogix in Verbindung mit unmanaged Switches (Stratix 2000), RSLinx-Gateway und einem Panel-PC mit 17″-Display. „Um die Steuerungsarchitektur mit ihren 64 Achsen steuern zu können, haben wir uns für die integrierte Antriebstechnologie von Rockwell Automation entschieden, die für solch komplexe Anwendungen ausgelegt ist“, führt Moretti aus. Die kompakten Abmessungen und einfache Programmierbarkeit, brachte Cosma einen Zusatznutzen: Man konnte Platz in den zwei Schaltschränken der Anlage sparen. Ebenfalls kompakt gebaut und einfach programmierbar mittels der Engineering-Plattform Studio 5000 ist die ControlLogix-Steuerung. Ein Ethernet/IP-Netzwerk verbindet die Geräte innerhalb der Anlage. Darüber bindet der italienische Maschinenbauer die Anlage direkt und sicher in die IT-Plattform des Kunden ein und setzt damit den Connected-Enterprise-Ansatz von Rockwell Automation um. Zusätzlich zur direkten Maschinenanbindung bietet die Architektur einen weiteren Vorteil: Mobilität. Alle Parameter lassen sich über mobile Bedienstationen nicht nur anzeigen, sondern auch steuern.

Neue Vorgaben flexibel umsetzen

Die Frequenzumrichter Allen-Bradley PowerFlex 525 steuern Antriebe in Blechbearbeitungsmaschinen. Rockwell Automation

Cosma bewertet die von Rockwell Automation bereitgestellte Lösung als skalierbar und ausbaubar. „Eigenschaften, die insbesondere Endkunden schätzen“, erklärt Moretti. Er hat schon häufig Anfragen nach Maschinen mit Durchlaufzeiten von 15 s und 90°-Blechbiegeverfahren erhalten. Nicht selten müssen im Nachhinein an diesen Maschinen komplexere Biegeverfahren nachgerüstet werden – ohne den Zeittakt zu verschlechtern. „Mithilfe der vielseitigen Steuerungsplattform von Rockwell Automation können wir solche Produktionsänderungen anpassen, ohne die gesamte Maschinenauslegung ändern oder neu gestalten zu müssen“, so Moretti. Verantwortlich dafür ist die Softwaresuite Studio 5000, mit der sich gleichermaßen die Bewegungs- und Logiksteuerung programmieren lässt, was die Effizienz der Anlage weiter erhöht. Techniker können so durch einfaches Trennen und erneutes Verbinden von Strom- und Kommunikationsleitungen die Anlage mit weiteren CPUs ergänzen oder Stationen auswechseln.

Connected Enterprise in Aktion

Cosma setzt mit der Anlage das Konzept des Connected Enterprise um. Für den Kunden heißt das: Seine Maschinen sind mit dem IT-System verbunden. Diese direkte Konnektivität zwischen den Betriebsebenen und der IT vereinfacht das Ändern von Profilen sowie von Schnitt- und Biegeparametern für die Bleche. „Der Endkunde kann beispielsweise über die ERP-Plattform Kennzeichnungen, wie sie für die Fertigung der Bleche erforderlich sind, direkt in der Anlage verwalten“, erklärt Moretti. Und: Die Maschinenkonnektivität ermöglicht zudem einen 24/7 verfügbaren Fernwartungsdienst.

(sk)