Rekorde am laufenden Band

ŠKODA vereint Geschichte mit modernster Technik. Die Marke ist beliebt, nicht nur in Tschechien, sondern weltweit – und die Nachfrage steigt. Die im Herstellerwerk in Mladá Boleslav, in der Nähe von Prag, eingesetzte B&R-Technik konnte die Fertigungszahlen noch wesentlich steigern.

Die Geschichte von ŠKODA begann im Dezember 1895, als zwei begeisterte Radfahrer – der Mechaniker Václav Laurin und der Buchhändler Václav Klement – die kleine Fahrradproduktion Laurin & Klement gründeten. Vier Jahre später wurden auch Motorräder der Marke Slavia gebaut. Damit entstand die erste Motorradfabrik in Österreich-Ungarn und Deutschland.

Zehn Jahre nach der Gründung wurde das erste Auto produziert: das Modell Voiturette A, das zum Verkaufsschlager avancierte. 1924 wurde das Unternehmen Partner des Maschinenbaukonzerns Škoda. Seit 1991 gehört Škoda zum Volkswagen-Konzern.

Škoda setzt bei der Fertigung klar auf Automatisierung und Robotik. Um die Fertigungszahlen weiter zu erhöhen, wurde eine Technologie gesucht, die mögliche Störungen – und damit einhergehende wirtschaftliche Verluste – frühzeitig erkennt. Eine entsprechende Lösung bot der Automatisierungsspezialist B&R.

„Die Lackiererei ist einer der wichtigsten Bereiche der Automobilfabrik“, sagt Marek Melčák, Wartungskoordinator der Lackiererei. „Das Lackieren ist bei der Automobilproduktion sehr wichtig, denn hier können entscheidende Engpässe in der Fertigung entstehen. Seit 1996 steigern wir die Kapazität kontinuierlich durch den Einsatz neuester Technik. Statt der manuellen Lackspritzpistolen werden Roboter eingesetzt, von denen wir aktuell 184 in Betrieb haben. Ebenso sorgfältig werden die Transportbänder mit den einzelnen Karosserieteilen kontrolliert, denn jedes Anhalten eines Bandes würde hohe finanzielle Verluste verursachen.“

Die Vorbehandlungsstraße (VBH) in der Lackiererei ist insgesamt 250 Meter lang. Mit einer Geschwindigkeit von 11 m/min verlässt alle 37 Sekunden eine Karosserie das Band – rund um die Uhr, 24 Stunden täglich. Damit die Vorbehandlungsstraße nicht stillsteht, müssen vor allem die Umlaufkettenräder, die kritischsten Stellen des Pendelförderers, überwacht werden. Škoda war deshalb auf der Suche nach einem Partner, der insbesondere auf das Monitoring von Förderbändern spezialisiert ist. Den Zuschlag dafür bekam das Unternehmen DIF aus Bohumín, die auf optische Betriebs- und Montagemessungen sowie Vibrationsdiagnostik von Maschinen spezialisiert sind.

DIF stellte eine Lösung auf Basis von APROL ConMon von B&R zur Verfügung, die auf der bereits bestehenden Technologie aufgebaut wurde. Die Kommunikation wurde mit dem vorhandenen Netzwerk der Lackiererei verbunden. Auf ein spezielles Netzwerk, wie es bei anderen potenziellen Anbietern notwendig gewesen wäre, um eine Diagnose zwischen der X20-Steuerung und dem Automation PC 900 zu ermöglichen, konnte somit verzichtet werden. Ein weiteres wichtiges Kriterium war die Anzahl der sicheren IP-Adressen. Die B&R-Lösung sah vor, dass 100 Messpunkte lediglich eine IP-Adresse für den Austausch zwischen dem Automation PC 900 und der X20-Steuerung benötigen. Das Steuerungssystem kommuniziert mit dem Echtzeit-Ethernet POWERLINK zwischen den Diagnoseinseln. Im Vergleich dazu, hätten die Lösungen von anderen Anbietern so ausgesehen, dass eine IP-Adresse nur vier Messpunkte abdeckt. Aus diesen und weiteren Gründen war ŠKODA davon überzeugt, mit B&R den richtigen Partner gefunden zu haben.

Aufgrund der Aufgabenstellung durch die Fachleute der Lackiererei erarbeitete DIF eine Lösung, deren Schwerpunkt im Monitoring der Förderbandlager besteht. „Das war keine einfache Aufgabe“, sagt Radim Falc, Geschäftsführer bei DIF. „Ein Rad mit niedriger Drehzahl, in diesem Fall dauert eine Umdrehung 23 Sekunden, ist schwierig zu diagnostizieren. Die Realisierung eines derart umfangreichen Projekts wäre ohne die akribische Arbeit und der Erfahrung unserer Wartungstechniker nicht möglich gewesen.“

Die passende Lösung wurde von Škoda, DIF und B&R gemeinsam erarbeitet. „Mit B&R arbeiteten wir bereits vor einigen Jahren erfolgreich an der Vibrationsdiagnostik von Werkslüftern und Fördermaschinen zusammen. Hier im Škoda-Werk nutzen wir das Prozessleitsystem APROL von B&R zur Fabrikautomatisierung. In der Lackiererei wird APROL ConMon zur Online-Vibrationsdiagnostik eingesetzt. Damit konnte zudem die Produktqualität und die Maschinen- und Anlagenverfügbarkeit erhöht sowie die Instandhaltungskosten signifikant gesenkt werden“, sagt Falc.

Insgesamt sind an der Fertigungsstraße 366 Vibrationssensoren (= Beschleunigungsmesser) angebracht, von denen jeder 16 Vibrationsparameter misst. Diese Daten werden mittels POWERLINK an einen Automation PC 900 übertragen. So können in den herausfordernden Umgebungsbedingungen der Lackiererei Störungen vermieden werden. „Bei den Messungen wird davon ausgegangen, dass bei einem beginnenden Lagerschaden die Vibrationsenergie in den höheren Frequenzen steigt,“ sagt Falc. „Diese Methode funktioniert aber auch bei Schmierstörungen oder wenn Komponenten klemmen.“ Die daraus gewonnenen Informationen werden permanent gespeichert und ausgewertet.

Von B&R stammt die technische Lösung – vom Entwurf der Hard- bis zur Software für die Online-Diagnostik. Von den B&R-Programmierern wurde die Software an die gesamte Diagnostik angepasst, das Know-how dazu kam von DIF. „Der große Vorteil bestand darin, dass kein Übertragungsnetz zwischen den Industrie-PCs und den Messinseln an den Lackierstraßen aufgebaut werden musste, sondern das bestehende Netz der Lackiererei genutzt werden konnte,“ sagt Radim Křístek von B&R Ostrava, der ebenfalls an dem Projekt beteiligt war.

„Der zusätzliche Vorteil unseres Konzepts ist die Möglichkeit, das System weiter modular auszubauen. So kann zum Beispiel mit 10 Messpunkten im Pilotprojekt begonnen undauf mehrere Hundert Sensoren erweitern werden,“ sagt Václav Pravda, Standortleiter B&R Prag.

Nach einem Jahr Condition Monitoring ist man bei Škoda im Werk Mladá Boleslav sichtlich zufrieden. „Aufgrund dieses Projektes funktionierten die Umlaufräder in unserer Lackiererei tadellos - es kam nie zu einer Störung. Die Investition hat sich bereits jetzt amortisiert, da wir unsere Produktionskapazitäten aufgrund dessen erheblich steigern konnten. Während wir vorher 2.180 Karosserien pro Tag fertigten, liegen wir jetzt bei 2.200. Deshalb planen wir, das System der Frühdiagnostik und der Wartung auch für unsere Lüfter einzusetzen“, sagt Melčák.