Eckdaten

Heitec wurde von einem Hersteller von Dosiersystemen mit der Beschaffung und kompletten Systemintegration eines Mikrodosiersystems beauftragt. Das Unternehmen integrierte Gehäusetechnik und Elektronik und überführte das robuste, kompakte System in die Serienproduktion. Die fertige Einheit steuert Dosierventile für die prozesssichere Klebstoffdosierung. Die exakte Materialdosierung reduziert Ausschuss und hilft Kosten zu verringern. Der Controller kann als alleinstehende Einheit fungieren oder in eine vorhandene Steuerung integriert werden.

Die Rückseite des Gehäuses aus der Heipac-Vario-Modul-Serie

Die Rückseite des Gehäuses aus der Heipac-Vario-Modul-Serie Heitec

Blick von oben auf das Gehäuse der Vario-Modul-Serie

Blick von oben auf das Gehäuse der Vario-Modul-Serie Heitec

Die Steuereinheit des Materialdosiersystems ist in einem 19-Zoll-Rack-System in 3HE verbaut.

Die Steuereinheit des Materialdosiersystems ist in einem 19-Zoll-Rack-System in 3HE verbaut. Heitec

Heitec beliefert einen Hersteller berührungsloser Ventiltechnik und Dosiersysteme mit einer zentralen Steuereinheit, die speziell auf die selbst entwickelten Hochleistungs-Jet-Ventile des Kunden zugeschnitten ist. Diese arbeiten elektropneumatisch mit niedriger Spannung. Durch die robuste Konstruktion sind sie speziell für die industrielle Fertigung ausgelegt. Ihre Aufgabe ist es, die Stoffe genau, sicher, reproduzierbar und kontaktlos zu applizieren. Dies hat den Vorteil, dass höhere Geschwindigkeiten und somit mehr Durchsatz erreicht werden können. Unebene Oberflächen werden gleichmäßig versorgt sowie empfindliche Substrate schonend behandelt. Variiert werden kann von einer geringen Öffnungszeit bis zur strahlbildenden Dosierung.

Der Dosiervorgang endet, wenn das Steuersignal abfällt und die Düse schließt (bei Abschalten des Stroms). Das Steuergerät übernimmt die Mischung und Aufbringung der verschiedenen Flüssigkeiten bei unterschiedlichen Druck- und Temperaturverhältnissen, das heißt im Bedarfsfall das Erhitzen, Kühlen, Regeln und Steuern. Es stellt die Zusammenarbeit von Pumpe, Messgerät und Peripherie sicher und gewährleistet, dass auch bei geänderten Konditionen die Dosierung den Vorgaben entspricht und die Qualität des Endproduktes gewährleistet ist.

Umfangreiche Anforderungen

Aufgrund der stark gestiegenen Marktnachfrage mussten einige hundert Steuereinheiten in sehr kurzer Zeit produziert werden. Die Herausforderung lag jedoch nicht nur in der Kürze der vorgegebenen Zeit. Durch die definierten Spezifikationen ergaben sich umfangreiche Anforderungen an das kundenspezifische Systemdesign. Bei der Applikation entsteht ein Arbeitsdruck von bis zu 10,3 bar. Das multifunktionale Gerät musste also kompakt, handlich, bedienerfreundlich und sicher ausgelegt werden. Bedingungen wie hohe Druckluft und Feuchtigkeit erfordern hohe Robustheit und Dichtigkeit zum Schutz vor äußeren schadhaften Einflüssen wie Schmutz und Staub. Äußerst wichtig war zudem ein zuverlässiger EMV-Schutz. Stoß- und Vibrationsfestigkeit sowie Wartungsfreundlichkeit waren weitere sehr wichtige Anforderungen. Und schließlich galt es, Peripheriefunktionen wie Druckluftspeicher und Heizungsregeleinheit auf sehr begrenztem Raum im Gerät zu integrieren.

Bereits im Vorfeld entschied sich der Kunde daher für ein EMV-dichtes Gehäuse aus der Heipac-Vario-Modul-Serie des Heitec-Baugruppenträger-Standardportfolios. Das sofort von der Stange verfügbare System eignete sich durch Kompaktheit und Stabilität sehr gut für diesen Einsatzbereich. Ein weiterer Pluspunkt des kostengünstigen Moduls ist das stabile Vollmetall-Gehäuse aus Aluminium und Stahlblech. Durch die Modularität dieser Familie konnten der Innenausbau sowie die Gestaltung der Front- und Rückseite genau nach Kundenwunsch erfolgen. Dadurch ließ sich auch der Aspekt der Wartbarkeit zufriedenstellend umsetzen. Die Steuereinheit wurde in einem klassischen 19-Zoll-Rack in 3HE (84TE × 3HE × 250 mm) verbaut und mit den SPS- sowie Pneumatik-Komponenten kombiniert. In der aktuellen Version wiegt das System lediglich zwei Kilogramm. Ausgestattet mit Flanschen, zusätzlichen Griffen und Aufstellfüßen kann das Gerät sowohl auf dem Labortisch betrieben als auch in einen 19-Zoll-Schrank integriert werden.

Sämtliche Einstellungen frontseitig zugänglich

Eine weitere Anforderung bestand in einer intuitiven, einfachen Bedienerführung. Sämtliche Einstellungen – inklusive eines kontrastreichen zweisprachigen Displays – sind daher frontseitig zugänglich konzipiert. Die beiden Frontplatten enthalten die komplette Bedieneinheit. Alle programmierbaren Funktionen können intuitiv über Drucktasten sowie über die einfach zu bedienenden Druckregler präzise eingestellt werden. Die benutzerfreundliche Oberfläche sorgt für eine schnelle und genaue Einstellung der Ventilparameter, um optimale Dosierergebnisse zu erhalten. Mit der implementierten Anzeige können die aktuellen Soll- und Ist-Werte von Druck und Temperatur jederzeit überprüft und wenn nötig angepasst werden. Hohe Reproduzierbarkeit und Präzision bewerkstelligen konstante Dosierergebnisse und infolgedessen die angestrebte sichere und hohe Produktivität. Mithilfe eines externen Trigger-Impulses kann der Controller über den potenzialfreien Kontakt angesteuert werden und bietet somit die Möglichkeit, problemlos in bereits vorhandene, übergeordnete speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) integriert zu werden.

Auf der Rückseite befinden sich die Ausgänge für die Ventile (Druck und Ansteuerung von 6 bis 10 bar) sowie der optionale Heizungsanschluss und der Versorgungsstecker. Um eine sichere Bedienung zu garantieren, arbeitet das Gerät mit einer Kleinspannung (24 VDC) sowie einer maximalen Stromaufnahme von 2,5 A und entspricht der Schutzart IP40 Schutzklasse III. Damit ist es gegen das Eindringen von Sprühwasser und Fremdkörpern ausgelegt. Die erforderliche Betriebsspannung liefert ein externes Netzteil.

Gesamte Bestückung der benötigten Baugruppen

Heitec übernahm die Organisation sowie die gesamte Bestückung der benötigten Baugruppen, den Pneumatik-Ausbau und die komplette Verdrahtung des Gerätes. Die vollständige Funktions- und Dichtheitsprüfung des Systems wurde anschließend ebenfalls unter Berücksichtigung der Kriterien durchgeführt und im Standard-Dokumentationsprozess festgehalten.

Nach Musteraufbau inklusive erfolgreicher Prüfung konnte Heitec innerhalb kurzer Zeit den Bedarf von mehreren hundert Systemen decken und kostengünstige Plug-&-play-Lösungen liefern, die der Spezifikation des Kunden entsprachen.