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RFID Applikationslösung bei GETRAG Ford

März 2013
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Autor: Dipl.-Ing. Andreas Biniasch
Firma: ifm electronic gmbh
RFID Applikationslösung bei GETRAG Ford Über 50 verschiedene Fahrzeuggetriebe fertigt GETRAG Ford Transmissions in Köln-Niehl. Dabei sorgt RFID-Technologie für die richtige Logistik auf der Produktionsstraße. Sämtliche Werkstückträger sind über RFID identifizierbar.
 
Die Varianten scheinen unzählig: 5-Gang, 6-Gang - und das ganze in verschiedenen Leistungsklassen, Gehäusevarianten und Ausbaustufen. Die Produktion der PKW-Getriebe erfolgt auf einer halbautomatischen Produktionsstraße. 
Anfangs liegen die beiden Gehäusehälften auf jeweils einem Werkstückträger. Während sie durch die Produktionsstraße laufen, werden sie mit Wellen, Zahnrädern, Distanzringen und anderen mechanischen Komponenten bestückt – teils automatisch, teils manuell. Automatische Messwerkzeuge stimmen die Komponenten im Hundertstel-Millimeter-Bereich aufeinander ab – höchste Präzision ist hier gefragt. 
 
Schließlich werden die beiden bestückten Getriebehälften zusammengefügt, miteinander verschraubt und mit Öl befüllt. Dann erfolgt der abschließende Test am Prüfstand.
 
Identifizierung
Längst sind die Zeiten vorbei, als die Produktionsstraße noch auf einen bestimmten Getriebetyp eingerichtet wurde. Heute lassen sich verschiedene Varianten im Mischbetrieb produzieren.
 
Dabei müssen die Bearbeitungs- und Bestückungsmaschinen erkennen, welches Getriebe gerade auf der Förderstraße ankommt. Dementsprechend sind die verschiedenen Maschinenparameter zu wählen. 
Anfangs war die Anzahl auf vier Getriebevarianten beschränkt. Die Identifizierung erfolgte mittels am Werkstückträger angebrachter Schaltfahnen. Das sind Metallscheiben in verschiedenen Anordnungen. Zur Abfrage dienten Näherungsschalter: War die Metallscheibe in oberster Position, so handelte es sich um Getriebetyp A. Beim Getriebetyp B war die Scheibe eine Position niedriger angeordnet usw. .
 
Aufrüstung
Jeder Werkstückträger ist über einen RFID-Chip identifizierbar.Aufgrund wachsender Anforderungen hat GETRAG Ford Transmission vor rund zwei Jahren die Anlage aufgerüstet und modernisiert. Das Projekt übernahm die Firma Bratz Engineering, Spezialist für Renovierung und Ausrüstung von Produktionsanlagen. Ziel des Umbaus war es, eine möglichst große Anzahl verschiedener Getriebetypen ohne Umrüstung der Maschinen produzieren zu können.
 
So wurde auch die Identifizierung der Werkstückträger den neuen Erfordernissen angepasst. Optische Verfahren wie beispielsweise Barcode schieden aufgrund der rauen Umgebungsbedingungen (Öle, Metallspäne) aus. Man entschied sich für ein RFID-System der ifm electronic gmbh. 
 
RFID-Sensoren
Über 40 RFID-Leseköpfe wurden entlang des Transportbandes montiert. Dabei profitierten die Installateure von dem Alleinstellungsmerkmal der ifm-Sensoren: Die Ansteuerung erfolgt über den Feldbus AS-Interface. Dazu Projektleiter Michael Kirchner von Bratz Engineering: „Energiezuführung und Datenübertragung finden bei AS-i auf einer einfachen Zweidrahtleitung statt. Die Montage inklusive Verkabelung verlief absolut stressfrei in wenigen Tagen: Köpfe montieren, AS-i-Flachkabel entlang der Leseeinheiten verlegen, Abzweige in die durchgehende Leitung montieren und schließlich die RFID-Sensoren mit der Abzweigdose verbinden“.  
Aufgrund der räumlichen Ausdehnung und der Anzahl der Sensoren ist das AS-i Netz in fünf Stränge aufgeteilt. Je ein AS-i Controller ist pro Strang angeschlossen. Per Profibus-Anbindung kommunizieren die fünf Controller mit der übergeordneten Steuerung.
 
Auch die Inbetriebnahme verlief unkompliziert: „Das RFID-System war vorbildlich einfach zu parametrieren. Dank der komfortablen AS-i Controller mit Grafik-Display und Taster war die Bedienung intuitiv. Auf das Studium des Handbuchs konnten wir verzichten“, so Kirchner.
 
RFID-Tags
In der oberen Bohrung des Aufbau-Gehäuses ist der ID-Tag eingelassen. Das Gegenstück zu den RFID-Sensoren sind die sogenannten ID-Tags. Sie enthalten die Daten, die der Lesekopf im Vorbeifahren ausliest. Auf 120 Werkstückträgern wurden diese winzigen Funkspeicher in Eckhalterungen angebracht. Aus einer Entfernung bis zu 20 mm lesen die Sensoren die Daten im Vorbeifahren aus. In jedem ID-Tag ist die Palettennummer (1 bis 120) gespeichert. Diese Nummer referenziert auf einen Getriebetyp-Datensatz, der in der zentralen Steuerung hinterlegt ist. Dieser Datensatz steuert die verschiedenen Maschinen der Montagelinie anhand der getriebespezifischen Parameter.
 
Resümee
Seit rund einem Jahr ist die modernisierte Anlage mit RFID-Technologie in Betrieb. Projektleiter Michael Kirchner resümiert: „Das System läuft absolut zuverlässig. Es gab weder Probleme beim Auslesen der Daten noch Störungen im AS-i-System“. Die anfängliche Skepsis gegenüber RFID und AS-i hat sich in Begeisterung gewandelt. „Es wird bestimmt nicht die letzte Anlage sein, die wir mit dem RFID-System von ifm electronic ausrüsten“, so Kirchner. RFID und AS-i – ein starkes Team für intelligente Identifizierung.
 
 

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