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Leuze electronic: Lückenlose Identifikation von Autoglasscheiben mit RFID

Use Cases | von Leuze electronic | 13. September 2013
Typisches Beispiel für RFID-Anwendung: Lackierstraße in der Automobilindustrie mit optoelektronischer Zugangssicherung. In Lackieranlagen und EX-Bereichen sind die Vorteile von RFID nicht mehr wegzudenken. Hochgradige Automatisierung der Prozesse und hitzebeständige Transponder sorgen für maximale Effizienz. Typisches Beispiel für RFID-Anwendung: Lackierstraße in der Automobilindustrie mit optoelektronischer Zugangssicherung. In Lackieranlagen und EX-Bereichen sind die Vorteile von RFID nicht mehr wegzudenken. Hochgradige Automatisierung der Prozesse und hitzebeständige Transponder sorgen für maximale Effizienz. BILD: Leuze electronic

Automobilproduktion

Industrielle Fertigung und Prozessinnovation mit RFID

Von Zulieferbetrieben und der Automobilindustrie werden sehr hohe Flexibilität und optimierte Prozesse erwartet. Die häufig anzutreffenden Just-In-Sequence- (JIS-) Lieferungen direkt an die Montagelinien und die hohe Teilevielfalt erzwingen eine hochgradige Automatisierung und Optimierung der internen Prozesse. In diesem Zusammenhang präsentiert sich RFID als optimale Lösung, insbesondere dann, wenn auch EXBereiche, etwa in Lackieranlagen, mit einzubeziehen sind.

Von Dieter Esslinger, Produktmanager bei der Leuze electronic GmbH + Co. KG

Bei der Herstellung von Automobil-Seitenscheiben wird ein großes Pensum für verschiedene Automobilhersteller veredelt. Das Spektrum reicht von Panoramadächern, Ausklappfenstern, Dreieckscheiben, Kurbelscheiben bis hin zu Einsetzscheiben aus gehärtetem Glas (Sekurit) oder Kunststoff. Eines der Kernstücke in der Produktion ist eine Lackieranlage mit drei Roboterzellen in EX-Zone 2 und einer manuellen Lackierzone für Kleinstserien und diverse Nacharbeiten.

Herausforderungen bei der Verarbeitung

Die einzelnen Scheiben und Scheibenelemente werden meist paarweise auf speziell konstruierten Werkstückträgern an einer Kette durch die Prozessschritte gezogen, angefangen bei der Vorbehandlung bis zur Versiegelung und Trocknung. Der Aufbau der Anlage und die Anordnung der Lackierzellen erlaubt sowohl eine sequenzielle als auch eine parallele Nutzung. In jeder Zelle arbeitet ein Lackierroboter autark. Nach einer geplanten Verweilzeit in der Zelle werden die Werkstücke durch den zentralen Trockner gefahren, wobei jeder Werkstückträger einzeln identifiziert wird. Bedingt durch die Oberflächenbehandlung wurde ein RFID-System mit hochtemperaturgeeigneten Transpondern eingesetzt. Die Ausdehnung der Kabinen und die Teilbereiche in explosionsgeschützter Ausführung erfordern Koppelmodule mit hoher Schutzart zur Montage an geeigneter Stelle außerhalb der EX-Bereiche, aber innerhalb der Anlage. Zur Steuerung der Lackierzellen wird eine schnelle Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) mit Profibus angewendet, um einen hohen Teiledurchsatz zu ermöglichen.

Einschleusen der Werkstückträger

Am Anfang der Kette werden die unbehandelten Rohscheiben meist direkt aus den angelieferten Behältern auf die Fördertechnik aufgesetzt. Anschließend schleust man die Werkstückträger per Freigabe in den eigentlichen Umlauf ein. Die Identifikation der bestückten Werkstückträger erfolgt beim Einfahren in eine der Roboterzellen. Die Transponder sind jeweils oberhalb des Trägerrahmens montiert und die Erkennung erfolgt von oben. Die Fördergeschwindigkeit liegt bei circa 0,5 Meter pro Sekunde. Da Roboter, Antriebe und Steuerelemente als Profibusteilnehmer vorgesehen sind, wurden auch die Identgeräte auf Profibuskommunikation ausgelegt.

RFID optimal implementiert

Bei der automatischen Identifikation kommt ein zweiteiliges System von Leuze electronic zum Einsatz – das RFID-Lesegerät und eine modulare Anschlusseinheit zur Profibusankopplung. Zu den Anforderungen der Anwendung passt das Schreib-/Lesegerät RFM32SL200 optimal, denn es ist auch als Ausführung für EX-Zone 2/22 verfügbar. Die gewählten Transponder sind für besonders widrige Umstände (Schutzart IP 68) und, aufgrund der Trocknungsprozesse, für hohe Temperaturen bis 200 Grad Celsius ausgelegt. Das Modul RFM32SL200 gehört zu einem industriellen Portfolio an RFID- und optischen AutoID-Geräten für vielfältige Anwendungen. Es handelt sich um ein robustes Schreib-/Lesegerät mit standardisiertem Übertragungsprotokoll nach ISO15693 und 110 Millimetern Reichweite. Das Gerät verfügt über eine RS232-Datenschnittstelle mit digitalem Ein- und Ausgang. Über die Parametrierung kann die Funktion an die jeweilige Aufgabe angepasst werden.

Anbindung an Profibus

Auch das modulare Profibusmodul MA204i, ein Gerät aus einer umfangreichen Familie von Feldbuskoppelmodulen für den Feldeinsatz, eignet sich ideal zur Kommunikation. Die MA200 Baureihe verfügt über Koppelmodule für nahezu alle industriellen Feldbusse. In der Werkseinstellung arbeitet das Gerät komplett transparent und benötigt keine Programmierung – es ist lediglich die Adresse einzustellen und die GSD-Datei in die SPS einzubinden. Daher ist die Anwendung des Geräts besonders einfach. Über die GSD-Datei sind alle Parametereinstellungen für die Datenbreite am Bus, die RS232-Schnittstelle und die Betriebsmodi direkt von der Steuerung aus im Hardware-Manager wählbar und damit sehr einfach vorzunehmen. Der klassische Aufbau in einer Linienstruktur beim Profibus wird von der modularen Anschlusseinheit MA204i durch die Bus-Schnittstelle und die per M12-Anschlusstechnik doppelt ausgeführte Spannungsversorgung unterstützt. Zur Parametrierung oder im Fehlerfall kann über die Service-Schnittstelle an der modularen Anschlusseinheit MA204i auf das angeschlossene Gerät zugegriffen werden.

Gerätesteuerung per CommandMode

Eine extrem schnelle Art der Gerätesteuerung ermöglicht der CommandMode, indem per vordefiniertem Bit viele Funktionen von Leuze electronic Geräten direkt ausgelöst werden können. Für besonders umfangreiche Daten, die Inhalte mehrerer Codes, steht ein sogenannter CollectiveMode zur Verfügung, bei dem ein großer Pufferspeicher zur Anschaltung genutzt werden kann.

Der Fachbeitrag ist erschienen im Handbuch „Einblick in AutoID/RFID 2013“.

Letzte Änderung am Mittwoch, 21 Oktober 2015 17:37

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