Störungen schnell erkennen Mit Lauflicht Ausfallzeiten reduzieren

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Um die Reaktionszeit auf einen Stillstand zu reduzieren, muss der Werker möglichst schnell und detailliert darüber informiert werden, wo es im Anlagenbetrieb hakt. Die Lösung sind Leuchten, die per Lauflicht den Weg und schließlich die Station anzeigen, an der eine Störung oder ein Materialengpass vorliegt. 

Sie sind 20 Meter lang und 6,5 Meter breit. Bei einem Automobilzulieferer in Polen stehen vier Fertigungslinien zur Montage von Seitenwellen. Die Taktzeit ist hoch. Alle 30 Sekunden ist eine 70 bis 90 Zentimeter lange Seitenwelle fertig montiert. Die Montagelinie ist ein Paradebeispiel für hochautomatisierte, eng getaktete Fertigungsprozesse. Auf engem Raum interagieren eine Vielzahl von Sensoren, Aktoren und Materialzuführungen. Die klassische Signaltechnik mit einzelnen Warnleuchten reicht nicht mehr aus, um dem Bedienpersonal eine schnelle Übersicht zu geben. Das Risiko: Technische Fehler werden zu spät erkannt, das Nachfüllen von Material verzögert sich und die Produktivität leidet.

 Der Werker bestückt an insgesamt 24 Stationen die Anlage mit Einzelteilen, darunter Wellen, Faltenbalg, Lagerzapfen, Manschetten und Kugeln für die Gelenke. Nach vorne hin ist die Anlage offen, hier befinden sich die zu bestückenden Materialpuffer sowie die Roboterarme. Die Rückseite der Fertigungslinie ist geschlossen und ohne Personal.

Bei der hohen Taktzeit ist jede Sekunde wertvoll.

Schnelle und detaillierte Info nötig, wo es hakt

Treten Störungen oder Teilemängel auf, ist es Aufgabe des Personals, diese schnellstmöglich zu beheben. „Bei der hohen Taktzeit ist jede Sekunde wertvoll“, sagt Oliver Bürker von Holz Automation. Der Maschinenhersteller aus dem schwäbischen Backnang hat die Anlage konzipiert und gebaut. Um die Reaktionszeit zu reduzieren, muss der Werker möglichst schnell und detailliert darüber informiert werden, wo es im Anlagenbetrieb hakt. Die Lösung sind Leuchten, die per Lauflicht den Weg und schließlich die Station anzeigen, an der eine Störung oder ein Materialengpass vorliegt. Diese dynamischen Lichtsignale hat Maschinenleuchten-Hersteller Diana Electronic-Systeme aus Schwaikheim bei Stuttgart entwickelt. So kann das Personal auf einen Blick erfassen, an welcher Stelle es eingreifen muss, und die Störung gezielt und priorisiert abarbeiten.

Mit und ohne integrierter LED-Beleuchtung

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LEDs erzeugen einen Richtungsstrahl

Jede der 24 Arbeitsstationen in der Fertigungslinie verfügt über ein Signal, das in vier Farben leuchten kann. Weiß steht für „Betriebsbereit“, Grün für „Automatikbetrieb“, Gelb für „Teilemangel“ und Rot für „Störung“. Fällt nun beispielsweise eine Station auf der Rückseite der Anlage aus, blinkt die zugeordnete Leuchte rot. Zusätzlich signalisieren die anderen Leuchten die kürzeste Wegstrecke per Lauflicht. Ähnlich einem modernen Blinker am Auto erzeugen die LEDs an der Fertigungslinie einen Richtungsstrahl. Dieser führt den Anlagenbediener, abhängig von seiner Position, entweder links um die Linie oder rechtsherum. „Durch das Lauflicht ist der Weg beispielsweise nur zehn statt 50 Meter lang“, verdeutlicht Bürker.

Diana-Geschäftsführer Martin Weller erklärt die dahinterstehende Technik: „Die Leuchte arbeitet mit adressierbaren LEDs. Diese lassen sich durch ein LED-Protokoll über einen eigens entwickelten Controller ansteuern.“ Dabei werden sämtliche Statusmeldungen der Linie verarbeitet und die Lichtsignale entsprechend geregelt. Die Integration in die bestehende Automatisierungsumgebung erfolgt über einen Anybus-Konverter, der die Kommunikation zwischen Profinet – dem etablierten Industriestandard bei Holz Automation – und der Leuchtensteuerung herstellt. „Die Signalübertragung zu den Leuchten erfolgt über eine robuste RS485-Schnittstelle, die auch in rauer Umgebung zuverlässig arbeitet“, so Weller.

Leuchten flexibel in unterschiedliche Anlagen integrieren

Im Schnitt leuchtet das Störsignal „Rot!“ ein bis zwei Mal am Tag. Hinzukommen, je nach Aufmerksamkeit des Maschinenpersonals, Signale für einen Nachfüllbedarf in Gelb. Die visuelle, leicht verständliche Lichtanzeige verkürzt diese Ausfallzeiten deutlich, da sofort ersichtlich ist, wo ein Fehler vorliegt und wie die Anlage am schnellsten wieder in Betrieb genommen werden kann.

Im weiteren Projektverlauf hat Diana die Technik weiterentwickelt und auf IO-Link als neuen Kommunikationsstandard umgestellt. „Durch den Einsatz neuer Controller und die Standardisierung der Lichtfunktionen lassen sich die Leuchten jetzt noch flexibler in unterschiedliche Anlagen integrieren“, so Weller. Die Parametrierung erfolgt direkt aus der Steuerung heraus, ohne dass zusätzliche Programmieraufwände oder Spezialkenntnisse erforderlich sind.

Der Verzicht auf individuelle Programmierung reduziert den Engineering-Aufwand. Gleichzeitig sinken die Stillstandzeiten messbar, da Fehler und Materialmangel schneller erkannt und behoben werden können. Die Investition rechnet sich durch eine gesteigerte Anlagenverfügbarkeit und reduzierte Wartungskosten. Mit der Umstellung auf IO-Link ist die Basis für weitere Innovationen gelegt, etwa für die Integration zusätzlicher Sensorik oder die Anbindung an übergeordnete Systeme.

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