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Schaltschrankfertigung mit 3-D-System rationalisiert

Bild 1. Thomas Willems, Projektleiter der Horlemann Gesellschaft für Elektroanlagen mbH (links) und Konstrukteur Volker Hellmann (rechts) haben auf der Eplan-Plattform eine durchgängige Prozesskette von der Planung über alle Engineering- und Fertigungsschritte bis zur Kabelkonfektionierung und Beschriftung aufgebaut

Bild 2. Mit Eplan Pro Panel werden unter anderem die beiden mobilen Anlagen für die Kabelkonfektionierung angesteuert

Bild 3. Auch die Gehäusefertigung arbeitet automatisiert und erhält ihre NC-Daten von der Eplan-Plattform

Seit die Horlemann Gesellschaft für Elektroanlagen mbH ihre Schaltschränke mit Eplan Pro Panel plant, profitiert sie von kürzeren Durchlaufzeiten in der Elektrowerkstatt. Die 3-D-Planung erlaubt eine exaktere Vorbereitung der Abläufe und führt zu höherer Standardisierung. Das schätzen die Kunden, die beispielsweise in den Bereichen Energieversorgung, Wasser-/Abwassertechnik und in der Schüttgutindustrie tätig sind.

Sieben, Mischen, Dosieren, Fördern, Verwiegen: Viele Unternehmen nutzen das Know-how der Horlemann Gesellschaft für Elektroanlagen mbH. Die Firma entwickelt Hard- und Software für die Automatisierung von kontinuierlichen Prozessen, die unter anderem in der Schüttgutindustrie, in der Wasser- und Abwassertechnik und in der Nahrungsmittelproduktion zum Einsatz kommen. Der Schaltschrankbau spielt dabei eine gewichtige Rolle.
Thomas Willems (Bild 1), Projektleiter bei Horlemann erläutert das „­Alles aus einer Hand“-Konzept des Unternehmens: „Wir passen unsere Software an die vorhandenen Schnittstellen an, projektieren die gesamte Hardware-Infrastruktur und planen und bauen die Schaltschränke im eigenen Haus.“ Aus Kundensicht heißt das: Ein einziger Ansprechpartner realisiert durchgängige Prozesse und ist somit in der Lage, komplette Abwasseranlagen, Kieswerke oder Produk­tionslinien für Lebensmittel zu ­automatisieren.

Schaltschrankbau vom Engineering bis zur Fertigung
Die Durchgängigkeit spiegelt sich auch auf der Planungsebene wider, wie T. Willems berichtet: „Unsere Elektrokonstrukteure arbeiten seit der Gründung 1989 mit Eplan und setzen immer die neuesten Releases ein.“ Kurz nach der Markteinführung von Eplan Electric P8 migrierte Horlemann auf die neue Plattform. Und als der Spezialist für Engineeringsoftware Mitte 2011 mit Pro Panel Professional das neueste System der Plattform vorstellte, informierten sich die Verantwortlichen rasch und entschieden sich wiederum für eine schnelle Einführung.
Dafür gibt es gute Gründe. Das System bringt nicht nur 3-D-Technologie ins Projekt, sondern arbeitet auch auf der gleichen Datenbasis wie Eplan Electric P8. Die Projektdaten werden also vom Schaltplan über das 3-D-Schranklayout bis zur Fertigung „durchgereicht“. Eplan Pro Panel ermöglicht die dreidimensionale Schaltschrankplanung mit virtueller Verdrahtung einschließlich aller Vorteile, wie automatisches Routing, exakte Platzierung aller Bauteile und Kolli­sionskontrolle. Da sämtliche Bemaßungen bekannt sind, wird der Schaltschrank millimetergenau geplant und die komplette Verkabelung erfolgt passgenau und längenoptimiert.
Darüber hinaus schafft das System die Voraussetzung für die Durchgängigkeit über den gesamten Planungsprozess hinweg bis zur Montage des Schaltschranks: Die Daten aus Pro Panel lassen sich direkt an die Maschinen zur NC-Blechbearbeitung und zur Kabelkonfektionierung übergeben.

100 % Übereinstimmung von Schaltplänen und Schaltschrank
Damit diese Durchgängigkeit in der Produktentwicklung bestmöglich genutzt wird, schaffte sich Horlemann im September 2011, zeitgleich mit Eplan Pro Panel, zwei mobile Steinhauer-Maschinen für die Kabelkonfektionierung an (Bild 2). Mit der direkten Anbindung von Fertigungsanlagen hatte man bereits gute Erfahrungen gemacht: Auch das vor anderthalb Jahren gekaufte Blechbearbeitungszentrum wird seit der Inbetriebnahme direkt über die Eplan-Plattform angesteuert (Bild 3).
Durch die Kombination von Eplan Pro Panel und der automatischen Kabelkonfektionierung konnte Horlemann ganz neue Arbeitsabläufe realisieren, wie Elektrokonstrukteur Volker Hellmann (Bild 1) zu berichten weiß: „Als die Schaltschrankplanung noch in 2-D stattfand, war der Aufwand in der Fertigung deutlich höher. Die Vorgaben waren ungenau, die Lösungen uneinheitlich. Das hat manchmal zu Nachfragen geführt, wenn unsere Kunden zum Beispiel mit Ingenieurbüros zusammenarbeiten, die die Übereinstimmung von Dokumenta­tion und elektrischen Schaltplänen genau prüfen. Auch die Verdrahtung erfolgt exakt nach Plan. Damit erreichen wir einen höheren Grad an Standardisierung sowie ein höheres Qualitätsniveau. Das schätzen unsere Kunden.“

Neue Arbeitsabläufe in Elektroplanung und Werkstatt
Die genauere Planung hat zur Folge, dass die Werkstatt besser mit Informationen versorgt wird. Die Platzierung der Bauteile ist ebenso vorgegeben wie die Leitungslänge und die Leitungsführung. „Das vereinfacht die Arbeitsabläufe in der Fertigung deutlich, da die Fertigungszeichnungen keine Fragen offen lassen“, erläutert T. Willems.
Besonders effektiv ist das Zusammenspiel von Eplan Pro Panel und der automatischen Kabelkonfektionierung. Der Werker entnimmt die Leitung aus der Steinhauer-Maschine, quittiert den Vorgang, schaut auf den Bildschirm der Maschine und schließt die Leitung in Sekundenschnelle an der vorgesehenen Stelle an. Währenddessen hat die Maschine schon die nächste Leitung konfektioniert. Um die Beschriftung zu vereinfachen, wurden mobile Phoenix-Drucker angeschafft, die über die Software „Clip-Project“ (die wiederum Daten aus der Eplan-Plattform nutzt) angesteuert werden. „Das reduziert den Aufwand für die Beschriftung ganz ungemein. Wir generieren die Einzeladerbeschrif-tung vor Ort und bringen sie sofort an. Das Gleiche gilt für andere Beschriftungsarten, zum Beispiel für Klemmen, Adern, Lampen und Türen. In der Vergangenheit haben wir diese Schilder oft extern gravieren lassen – mit dem Ergebnis, dass sie fehlerhaft waren oder zu spät geliefert wurden und nachgeschickt werden mussten“, führt V. Hellmann aus.

Ständiger Zuwachs bei den Stammdaten
Dabei ging der ersten Nutzung von Eplan Pro Panel nur eine kurze Vorlaufzeit voraus. Der Elektrokonstrukteur baute eine Grundstruktur von Standardbauteilen und -modulen auf: „Der Großteil der Daten wird während der Konstruktion ergänzt, indem wir zum Beispiel die Bauteilbemaßung eingeben oder von den Websites der Hersteller entsprechende Dateien herunterladen. So erweitern wir unsere Bibliothek mit 3-D-Datensätzen systematisch.“ Dabei achten die Spezialisten von Horlemann darauf, dass die Granulierung nicht über die Bauteilebene hinausgeht: „Wir haben uns zwar eigene Symbolmakros angelegt, aber keine Baugruppenmakros. Dazu gibt es in unseren Projekten zu wenig sich wiederholende Baugruppen.“

Automatisierung bei Losgröße Eins mit 20 % Zeitgewinn
Natürlich stellt sich dabei die Frage, ob sich die Automatisierung überhaupt lohnt, wenn immer in Losgröße Eins produziert wird? Bei Horlemann beantwortet man diese Frage klar mit Ja. „Bei einer Serienfertigung kann man immer rationalisieren oder an Auftragsfertiger delegieren. Bei Einzelprojekten hingegen steckt das Rationalisierungspotenzial in der Automation von Abläufen und in der Durchgängigkeit der Prozesse. Das lässt sich sogar mit Zahlen belegen“ berichtet V. Hellmann. „Als wir zwei gleiche Schaltschränke zu fertigen hatten, fuhren wir einen Test: Ein Schaltschrank wurde nach der alten Methodik gefertigt, der andere nach der neuen. Der neue Prozess war 20 % schneller“ gibt der Projektleiter ­Auskunft.

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Autor: Thomas Weichsel ist Produkt­manager bei der Eplan Software & Service GmbH & Co. KG in Monheim am Rhein.