Perfekte Fahrzeugoberflächen mit zenon

So verschieden die Geschmäcker bei der Farbe eines Autos sind, so einig sind sich Käufer, Händler und Hersteller in einer Sache: Die Lackierung steht für die Wertigkeit des Fahrzeugs und schützt die Karosse vor Witterungseinflüssen. Gleichmäßig aufgetragen entfaltet der Lack seine Schutzfunktion für die Karosserie und sorgt mit hoher Farbbrillanz für eine schöne, glänzende Oberfläche.
Die Lackiertechnologie gilt als einer der sensibelsten Prozesse im modernen Automobilbau. Aufgrund des hohen Anteils an Verfahrenstechnik hat sie eine Sonderstellung inne. Beim Lackieren sind höchste Präzision und innovative Technologien gefragt, damit möglichst wenig Material verloren geht und die Emissionen für die Umwelt geringgehalten werden. Im Lackierprozess sind eine Vielzahl von Fertigungsschritten notwendig. Dabei bildet zenon dieses komplexe Gefüge aus Verfahren- und Fördertechnik übersichtlich ab und verwaltet umfassend den gesamten Prozess.
Präzise Fördertechniklösung für optimierte Lackierprozesse
Über vollautomatische Fördersysteme beliefert der Karosseriebau die Lackiererei mit Karossen. Der nachfolgende Lackierprozess besteht aus mehreren Schritten. Anfangs wird die Karosse gereinigt, um eine klinisch reine Oberfläche zu erhalten. Anschließend werden unterschiedliche Materialien in Schichten für den Korrosionsschutz aufgetragen. Nachdem der Unterbodenschutz aufgebracht und im Trockner verfestigt wurde, bringen Roboter weitere Schichten Lack mit Farbe und Klarlack für den Glanz auf die Karosse. Für den Transport und den Steuerungsfluss der Karossen ist eine zuverlässige Fördertechnik die Basis. Aufgrund der hohen Investitionskosten für Lackgewerke sind diese auf eine lange Lebensdauer angelegt. Die Lackiererei wird deshalb für unterschiedlichste Fahrzeugtypen und Varianten ausgelegt. Durch diese Produktionsvielfalt bedingt, ergibt sich eine komplexere Steuerung des Karossen-, Material- und Teileflusses. In der Lackiererei werden die Fahrzeuge häufig durch Bereiche transportiert, die für Menschen aus Sicherheitsgründen nicht zugängig sind. Dadurch ist eine zuverlässige und durchgängige Kontrolle dieser Prozesse nötig.
Die Softwareplattform zenon bietet für den Einsatz in der Fördertechnik viele passende Funktionalitäten. So ermöglichen die zenon Netzwerkfunktionen die Konfiguration und den Betrieb von verteilten Systemen mit der Möglichkeit von vielen Clients zur Vor-Ort-Kontrolle. Dabei unterstützt die leistungsstarke Mehrprojektverwaltung intuitives Engineering und Wartung solcher Projektstrukturen. Das zenon Weltbild zeigt übersichtlich das komplette Anlagenlayout mit der Möglichkeit des stufenlosen Zooms und intuitiver Navigation.
Für den korrekten Betrieb der Fördertechnik werden die Positionen der Karossen an verschiedenen Anlagen automatisch erfasst. Mobile Datenträger ermöglichen eine automatische Karossenidentifikation, die in Kombination mit zentralen Systemen eine Karossennachverfolgung zulässt. Der „Fertigungs-Lebenslauf“ innerhalb der Produktion wird damit transparent. Diese Daten werden ebenfalls für schichtbezogene Taktzeitenermittlung der verschiedenen Fertigungsstationen und der Überwachung der Durchlaufzeiten verwendet.
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Für den Lackierprozess sind verschiedene Schritte erforderlich.
Effektive Analyse mit dem zenon Process Recorder
Mehrere dezentrale Controller steuern die Fördertechnik, die Karossen durch die unterschiedlichen Bereiche der Lackiererei schleust. Ein steuerungsübergreifender Datenaustausch zwischen den einzelnen SPSen erfolgt über direkte Schnittstellen. Die Identifikation der Karossen geschieht über mitgeführte Datenträger. Durch Anfragen an das Leitsystem können die Ziele der Fördertechnik ermittelt werden. zenon überwacht dieses System in einer Leitwarte. Anwender können dort auch steuernd eingreifen, d. h. sie können Ziele neu definieren, Transportwege sperren oder diese für bestimmte Fahrzeuge freigeben.
Für eine gezielte nachträgliche Analyse bei möglichen falschen Zielen der Fahrzeuge ist der zenon Process Recorder eine wertvolle Ergänzung. Dieser wird in das existierende zenon Projekt integriert: Dabei werden die Variablen aus den angeschlossenen Steuerungen mit dem integrierten Modul aufgezeichnet. Zur Konfiguration ist nur ein Mausklick nötig. Durch die optimierte Aufzeichnung des Process Recorders erfolgt eine ressourcenschonende Datenspeicherung der Zustände auf dem Server.
Für eine spätere Untersuchung des Gesamtsystems kann ein zenon Client den Process Recorder in einem sogenannten Simulationsmodus starten. Dabei „entkoppelt“ sich dieser Client von der Online-Verbindung zum Server und nutzt für die Werte-Darstellung in den Bildschirmen die aufgezeichneten Daten.
Für die „Navigation“ in der Zeitleiste bietet der Process Recorder ein spezielles Steuerbild an. Darin sind zum einen die Zeitstempel der aufgezeichneten Daten aufgelistet und zum anderen gibt es, ähnlich wie bei einem Mediaplayer, Schaltflächen für Vorwärts, Rückwärts, Abspielen oder Pause. Damit kann der Anwender nun die vergangene Situation wieder auf den Screen schalten und untersuchen. Durch die Bedienelemente kann er bestimmte Situationen beliebig wiederholen oder die Anzeige stoppen, um Details zu betrachten. Dabei werden die Bildschirminhalte genau wie zum ausgewählten Zeitpunkt angezeigt. Durch solche Analysen konnten bereits mehrfach die Ursache von fehlgeleiteten Fahrzeugen ermittelt und die Gesamtsteuerung weiter optimiert werden.
Interaktive, sichere Bedienung auch in schwierigen Situationen
Im Lackierprozess befinden sich einige Produktionsanlagen, die ein Risiko für die Gesundheit der Mitarbeiter darstellen. Trotz einem hohen Automatisierungsgrad in der Produktion gibt es Situationen wie Umrüstvorgänge, Wartungsarbeiten, Reinigungen oder Stillstände, in denen ein Mensch in das System eingreifen muss. Gut geschulte und versierte Mitarbeiter sind hier ein wichtiger Faktor. zenon unterstützt hierbei mit einer interaktiven Bedienerführung, die bei den Mitarbeitern Stresssituationen vermeidet und mögliche Fehlbedienungen reduziert. Der Operator erhält hierbei, passend zu den durchzuführenden Arbeitsschritten, klare Anweisungen, eine detaillierte Beschreibung und Sicherheitsinformationen. Er wird vom System aufgefordert, bestimmte Aktionen oder Eingaben zu tätigen. Diese Eingaben werden direkt auf „Richtigkeit“ und „Vollständigkeit“ geprüft. Erst wenn die vollständigen Eingaben gemacht sind, geht die Abarbeitung des Prozesses weiter. Der definierte Ablauf wird dabei fest eingehalten und der Bediener wird durch den Prozess geführt. Alle Daten und Arbeitsschritte werden digital aufgezeichnet und stehen für Qualitätsberichte zur Verfügung.
Die interaktive Werkerführung erleichtert dem Anwender die Durchführung des Arbeitsprozesses, da zenon ihn bei sensiblen Aufgaben unterstützt. Die Assistenzfunktion führt zu einer gesteigerten Produktivität und reduziert Fehlerbedienungen.
Energieverbräuche im Fokus
Trocknungsprozesse der lackierten Karossen werden in Hochleistungsöfen durchgeführt. Diese energieintensiven Anlagen müssen für eine kontinuierliche Fertigung effizient verwendet werden. Dabei sollen die langwierigen Aufheiz- und Abkühlphasen optimal in den Produktionsplan eingebettet werden. Eine kontinuierliche Überwachung des Energieverbrauchs der Öfen, aber auch von allen anderen Anlagen, dient als Basis zur Identifikation von ineffizienten Regelungen oder möglichen Störungen.
Mithilfe des zenon Energiedatenmanagements (EDMS) lassen sich Ausgaben für Energie- und Ressourcenverbrauch deutlich verringern. Dabei geben gesetzliche Vorgaben und Normen – wie ISO 50001 – die umweltorientierte Richtung vor. Ein zukunftsorientiertes Energiedatenmanagement-System ermittelt nicht nur Daten für Energiebezug, Leistungsspitzen oder Verbräuche, sondern gibt auch Regeln für ein proaktives Handeln vor. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise Lastspitzen verhindern und der künftige Energieverbrauch durch Prognosen optimieren.
Aufgrund der Lackierprozesse müssen die verarbeitenden Medien kontinuierlich überwacht und aufgezeichnet werden. Auf Basis der Prozesswerte der Hallenlüftungen, sowie der zentralen Medienversorgung werden alle Emissionsdaten protokolliert. Die dokumentationspflichtigen Werte werden in entsprechenden Datenbanken gespeichert und stehen in aussagekräftigen Berichten zur Verfügung.
Interaktive Qualitätskontrolle
Die Lackierung der Karosse stellt für den Autokäufer ein stets sichtbares Qualitätsmerkmal des Fahrzeugs dar. Aus diesem Grund findet im Lackierprozess eine kontinuierliche, umfangreiche Gütekontrolle statt. Die Prüfung der lackierten Karosse erfolgt von geschulten Mitarbeitern unter speziellen optischen Bedingungen. Festgestellte Mängel werden nach Möglichkeit sofort beseitigt oder die Karosserie wird zur Nacharbeit eingesteuert. Über einen zenon Bildschirm kann der Werker Beanstandungen komfortabel, übersichtlich und schnell angeben, die dann an die zentralen Systeme zurückgemeldet werden. Dabei wird mit grafischen Darstellungen die entsprechende Karosseriekomponente ausgewählt und der Fehlertyp eingegeben. Die Position wird lagespezifisch über den Monitor angegeben. Für die Nacharbeitssteuerung werden dabei die notwendigen Prozesse angestoßen. Der Werker kann Nacharbeiten erfassen, mit Kommentaren versehen, Zeiten definieren, Fehlertypen ändern und die Nacharbeit den passenden Kostenstellen zuordnen. Er dokumentiert anhand von Tätigkeitslisten, welche Nacharbeit er eingeleitet hat. Die lückenlose Erfassung aller Daten und Aktionen innerhalb der Taktzeit stellt die Basis für eine umfassende Qualitätssicherung im Lackierprozess dar. Neben den Informationen über die Qualität der Lackierung der einzelnen Karossen werden auch alle qualitätsrelevante Fertigungsdaten erfasst und stehen langfristig für Qualitätsberichte zur Verfügung.
Optimaler Informationsfluss mit durchgängiger Usability
Die unterschiedlichen automatisierten Prozesse in der Lackiererei müssen jederzeit kontrolliert und überwacht werden. Dabei können auch Schalt- und Bedienaktionen benötigt werden. Hierzu muss das System sowohl eine zentrale als auch eine dezentrale Bedienung ermöglichen. Abhängig vom Ort der Interaktion, als auch vom eingeloggten Benutzer müssen sich die Bedienmöglichkeiten anpassen. Die Softwareplattform zenon ermöglicht eine flexible Architektur mit einer Kombination von zentralen Servern und dezentralen Systemen. Mit der zenon Mehrprojektverwaltung lässt sich eine leistungsfähige Projektstruktur realisieren. Durch den Einsatz von Clients, Standalone-Stationen und mobilen Geräten wird eine durchgängige Kontrolle der kompletten Lackiererei sichergestellt.
Aufgrund der Vielfalt der Anlagen müssen einheitliche Stile und ein bedienerfreundliches Navigationskonzept integriert werden. Aus ergonomischer Sicht ist es wichtig, eine nutzerorientierte Schnittstelle hinsichtlich der Datenaufbereitung und Informationsvisualisierung bereitzustellen. Dadurch werden dem Anwender nur essenzielle und relevante Informationen für seine Aufgaben angezeigt.
Der Nutzer überblickt deshalb besser den Prozess und keine unnötigen Angaben beeinflussen seine Entscheidung.
Für die Bedienung und Anzeige werden die Bildschirminhalte, sowie die dahinterliegenden Funktionalitäten und Berechnungen zentral standardisiert und übergreifend verwendet. Somit ergeben sich einige Vorteile: Durch vorab erfolgte Definitionen können Anlagen schneller in Betrieb genommen werden. Bediener sind flexibler einsetzbar, da die Navigation und die Optik der Fertigungsbereiche auf allen Stationen identisch sind. zenon ist durch eine konsequente Anwendung von Standardisierungsmethoden für einen universellen Einsatz vorbereitet.
Mit den Smart Objects entwickeln Prozessexperten gekapselte, funktionale Softwareobjekte. Diese können einfach in die jeweiligen Anlagenprojekte übernommen werden. Dabei beinhalten sie alle Informationen, die sie für ihre Funktionalität benötigen, wie beispielsweise Interface-Variablen zum Prozess, Formeln für benötigte Berechnungen oder Rezepturen.
Flexibler Einsatz in der Lackiertechnik
Die Anforderungen für den Einsatz in der Lackiertechnologie sind anspruchsvoll und vielfältig. Die hier eingesetzten Systeme müssen flexibel konfigurierbar sein, gleichzeitig aber eine stabile Architektur bieten. zenon kommt in diesen Fertigungsprozessen seit 25 Jahren erfolgreich zum Einsatz. Durch die kontinuierliche Weiterentwicklung wurden neben aktualisierten Sicherheitsanforderungen ebenfalls die im Laufe der Zeit gewachsenen Anforderungen erfüllt. Aufgrund der interdisziplinären Stärken wird zenon auch in Zukunft hohen Ansprüchen gerecht werden.
Unsere Kunden
Perfekt lackierte Oberflächen mit zenon
Die Profis von COPA-DATA arbeiten kontinuierlich an der Verbesserung von zenon und seinen Funktionen unter Beibehaltung der erforderlichen Logik und Algorithmen.
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