Autoreifen sind schwarz und rund. Dennoch sind die Unterschiede groß. Zur erfolgreichen Produktion tragen innovative Reifenbaumaschinen bei, wie sie Harburg-Freudenberger herstellt. Eine Programmierumgebung versorgt Steuerung und Servoachsen.
Moderne Autoreifen sind Hightech-Produkte, die auf ebenso präzise arbeitenden Maschinen gefertigt werden müssen. Gebaut werden die Spezialmaschinen für die Reifenherstellung bei der Harburg-Freudenberger Maschinenbau GmbH aus Freudenberg, die die strengen Kriterien der Reifenindustrie erfüllen. Jüngste Entwicklung des Freudenberger Unternehmens ist eine Reifenaufbaumaschine mit der Typenbezeichnung PCR LTR, die das Unternehmen für führende Reifenhersteller baut.
Damit die Maschine hohe Stückzahlen von Reifenrohlingen in Spitzenqualität ausstoßen kann, benötigt sie ein hochkomplexes automatisiertes Steuerungskonzept. Hier greift Harburg-Freudenberger auf die Lösungen des Technologiepartners Rockwell Automation aus Haan zurück. Dies bedeutet nicht nur eine hohe Funktionalität der Maschine, sondern verschafft Harburg-Freudenberger auch einen besseren Marktzugang zu den großen internationalen Reifenherstellern, da diese für ihre Produktionsanlagen oft die Komponenten von Rockwell Automation als Standard gewählt haben.
Geringer Personalbedarf und niedrige Wartungskosten bei hoher Zuverlässigkeit und Leistung markieren die Eckpunkte der Entwicklung. Auch müssen die aktuellen Anforderungen der Reifenhersteller erfüllt werden. Abgesehen von hohen Produktionsgeschwindigkeiten wünschen sich diese vor allem eine makellose Produktqualität. Auch Trends in Richtung größerer Abmessungen und anspruchsvollerer Reifenkonzepte müssen flexibel umsetzbar sein.
Konkret wurde der neuen Maschinentyp vor zwei Jahren entwickelt. Um die Steuerungsautomatik optimal in die Anlage zu integrieren, entschloss sich Harburg-Freudenberger, das Projekt gemeinsam mit Rockwell Automation durchzuführen. Eines der wesentlichen Ziele war dabei, die größtmögliche Zuverlässigkeit und Flexibilität des Systems bei wettbewerbsfähigen Preisen zu gewährleisten. Hier bot Rockwell Automation mit seinem Integrated-Architecture-Ansatz, aufbauend auf der ControlLogix-Plattform, die Voraussetzungen.
Die Automatisierungslösung sollte vor allem ein schnelles und präzises Arbeiten der Reifenaufbaumaschine gewährleisten. „Schließlich müssen die bis zu 17 verschiedenen Komponenten eines Reifens, darunter die Karkasse, die Lauffläche inklusive Stahlgürtel und die Seitenwände, in weniger als 50 Sekunden zusammengefügt werden“, sagt Ulrich Busch. Für den Leiter des Reifenaufbaubereichs war es Bedingung, das Maschinensystem so zu gestalten, dass die Steuerung und die Bewegungsabläufe der Maschine unmittelbar miteinander verknüpft sind. „Existierten bei früheren Modellen noch unterschiedliche Softwareprogramme für die speicherprogrammierbare Steuerung und die Bewegungen der Achsen, so sollte es nun nur noch eine einzige Programmiersoftware geben“, forderte Busch.
„Einfach waren die vielfältigen Herausforderungen in den Bereichen Software und Automation nicht zu bewältigen“, wie DiplomIngenieur Busch betont. „Da ist einerseits die Komplexität der zahlreichen Antriebe, denn wir haben bis zu 45 Servoachsen in der Maschine. Andererseits mussten Bussysteme, Steuerung und Feedback-Systeme entsprechend schnell sein, damit das Regelungs- und Steuerungsverhalten optimal ist.“
Für die vielfältigen und hoch komplexen Aufgaben, die beim Betrieb der Zweitrommel-Reifenaufbaumaschine anfallen, kommt die Steuerungsplattform Allen-Bradley ControlLogix mit Integrated Motion für die Achssteuerung zum Einsatz. Dieses multidisziplinäre Automationssystem verwendet die Programmiersoftware RSLogix 5000 sowohl für die SPS als auch für die Servosteuerung. Rockwell Automation liefert darüber hinaus auch weitere Komponenten für die Maschine. Hierzu gehören Netzwerke, Antriebsverstärker, Drehstrom- und Servo-Antriebe, Terminals sowie Befehls- und Meldegeräte und die entsprechenden Komponenten für die Sicherheitstechnik.
Trotz des Automatisierungsgrades bleibt dem Bediener der Maschine jederzeit genügend Freiraum für die persönlichen Eingriffe in den Produktionsablauf. Das einfache Bedienen eines komplexen Systems ist dann auch das herausragende Merkmal der integrierten Lösung. Mit einem einfachen Befehl fährt die Achse von A nach B, obwohl im Hintergrund sehr vielschichtige Prozesse ausgelöst werden.
Mit der neuen Maschine ist es Harburg-Freudenberger gelungen, das Bedien- und Steuerungskonzept erheblich zu vereinfachen, obwohl die Funktionen der Reifenaufbaumaschine auf der anderen Seite beträchtlich zunahmen.
Stefan Lange Fachjournalist in München
Komplexes Maschinendesign für die Highspeed-Produktion
Vielfältiges System lässt sich einfach bedienen
Unsere Webinar-Empfehlung
Der Summit richtet sich an Entscheider aus den Bereichen Fertigung, Instandhaltung, Fabrikautomatisierung, Automatisierung, Intralogistik und Fabrikplanung, Netzplanung, Netzwerkinfrastruktur, Innovationsmanagement. Daneben sind Hersteller aus den Bereichen Maschinenbau, Sensorik,…
Teilen:
