DESINA

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DESINA steht für DEzentralisierte und Standardisierte INstAllationstechnik für Werkzeugmaschinen und Produktionssysteme. DESINA beschreibt die Standardisierung der elektrischen, hydraulischen und pneumatischen Installation von automatisierten Werkzeugmaschinen und Produktionssystemen.

Forschungsprojekt

Das Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften der TU München (iwb) hat im Auftrag des Vereins Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken e.V. (VDW) das Forschungsprojekt "Installationstechnik an Werkzeugmaschinen" durchgeführt. Vertreter aus der Automobil-, Automobilzuliefer- und Werkzeugmaschinenindustrie brachten ihre Expertise als projektbegleitender Ausschuss ein. Im Forschungsprojekt wurden neben technischen Aspekten auch ökonomische betrachtet.

Ausgangssituation

Material- und Fertigungskosten von modernen SPS- oder CNC-gesteuerten Maschinen betragen einen sehr hohen Anteil an den Gesamtkosten. Mit neuen Produktionsstrukturen und einer Verringerung der Fertigungstiefe konnte die deutsche Werkzeugmaschinenindustrie eine deutliche Reduktion dieses Kostenanteils erreichen. Produktstruktur und eingesetzte Technik wurden überdacht. In der Vergangenheit wurden modularer Konzepte zur Verwendung standardisierter Elemente im Wesentlichen nur auf mechanische Strukturen angewendet. Berücksichtigt man, dass an CNC-Maschinen zwischen 25% und 60% der Herstellkosten durch die Elektroausrüstung verursacht werden, so wird deutlich, dass auch die Installationstechnik, die sowohl technisch als auch kostenmäßig wesentlich durch die Elektrik beeinflusst ist, überdacht und optimiert werden muss.[1] Zur Erhaltung der Wettbewerbsfähigkeit ist die Verringerung der Gesamtkosten der Fertigungseinheit, speziell auch der Betriebs- und Instandhaltungskosten notwendig. In diesem Zusammenhang ist festzustellen, dass auf elektrische, pneumatische und hydraulische Komponenten bis zu 36% der Stillstandsursachen und 26% der gesamten Stillstandszeiten an modernen Werkzeugmaschinen zurückzuführen sind. Die Variantenvielfalt der eingesetzten Komponenten bedingt darüber hinaus nicht nur hohe Aufwendungen für die Lagerhaltung, sondern erfordert auch unterschiedlichste Hilfsmittel und vielfältiges Know-how.[2]

Ansatz

Eingehende Analyse der Ist-Situation und Entwicklung struktureller und technischer Konzepte für eine kostengünstigere Installationstechnik.

Ziel

Durch den Einsatz neuer Technologien soll die Installation vereinfacht, die Montage- und Instandsetzungsarbeiten beschleunigt, deren Qualität gesteigert und eine hohe Verfügbarkeit der gesamten Maschine erreicht werden. Wesentliche Leitgedanken sind eine weitgehende Dezentralisierung und Modularisierung der Installation und eine umfassende Diagnose auf Komponentenebene.[3]

Ergebnisse

Auf Basis am Markt verfügbarer offener Bussysteme, wie PROFIBUS, CAN, INTERBUS-S etc. werden heute Produktionsanlagen installiert. Um die angestrebte konsequente Dezentralisierung an kompakten Maschinen, wie z.B. Werkzeugmaschinen, umsetzen zu können, werden in DESINA Komponenten, die den besonderen Anforderungen aggressiver Umgebungsbedingungen gerecht werden, spezifiziert.[4] Ein Ergebnis sind Profile für elektromechanische Schnittstellen, wie z.B. Steckverbinder, für die Kabel- und Leitungstechnik und für die am häufigsten verwendeten Feldkomponenten, wie z.B. induktive Näherungsschalter, Hydraulik- und Pneumatik-Wegeventile, Motorabgänge und E/A-Verteiler-Module. Durch den Einsatz von DESINA ergeben sich Einsparungspotentiale von bis zu 25% bei kompakten Bearbeitungszentren und bis zu 60% bei Sondermaschinen. Diese Einsparungen ergeben sich im Wesentlichen durch geringere Aufwendungen in der Fertigung und Montage. Zusatzkosten für die Integration von Diagnosefunktionalität an Komponenten amortisieren sich aufgrund der reduzierten Aufwendungen im Betrieb, da Fehler schnell lokalisiert und effizient behoben werden können.

Fazit

Die konsequente Umsetzung dezentraler Installationskonzepte und eine durchgängige Verwendung der spezifizierten Komponenten spart der Werkzeugmaschinen- als auch der Automobilindustrie Kosten in Projektierung, Realisierung und Betrieb von Anlagen.[5]

Standardisierung

Die Ergebnisse des Forschungsprojektes fanden Einzug in internationale Normen. Die Normenreihe ISO 23570 spezifiziert die dezentrale Installation an Werkzeugmaschinen.

ISO 23570

Titel

Industrial automation systems and integration - Distributed installation in industrial applications

Inhalt (Auszug)

"… ISO 23570 specifies the interconnection of elements in the control system of machine tools and similar large pieces of industrial automation. This specification includes cable types, sizes and sheath colours, connector types and contact assignments, and diagnostic functions appropriate to the sensors and actuators. … ISO 23570 does not address operation of such equipment with respect to safety issues. Appropriate safety standards should be consulted for such requirements."

Teil 1

Titel

ISO 23570-1:2005-11, Industrial automation systems and integration - Distributed installation in industrial applications - Part 1: Sensors and actuators

Inhalt (Auszug)

ISO 23570-1:2005 specifies the interconnection of sensors and actuators with I/O modules that use their input or direct their output, and the diagnostic functions appropriate to those sensors and actuators.

Teil 2

Titel

ISO 23570-2:2005-11, Industrial automation systems and integration - Distributed installation in industrial applications - Part 2: Hybrid communication bus

Inhalt (Auszug)

ISO 23570-2:2005 specifies the cabling for fieldbus communications and the distribution of power to the modules on this communications bus.

Teil 3

Titel

ISO 23570-3:2009-07, Industrial automation systems and integration - Distributed installation in industrial applications - Part 3: Power distribution bus

Inhalt (Auszug)

ISO 23570-3:2009 specifies the interconnection of single-phase or three-phase auxiliary motors with their power source.

Einzelnachweise

  1. fertigung (Hrsg.): Die Traummaschine im Visier. In: fertigung. verlag moderne industrie GmbH, Landsberg 2001, S. 10 - 13
  2. Fecht Nikolaus: Deutliche Kostenvorteile realisierbar. In: Handelsblatt, Verlagsgruppe Handelsblatt GmbH & Co. KG, Düsseldorf 2001, S. B3.
  3. Beckering Hermann: Desina – starker Partner für die Maschinendiagnose. In: Werkstatt + Betrieb. Carl Hanser Verlag, München 2003, S. 84 – 87.
  4. Kluger Reinhard: "Jawohl, Desina greift". In: elektrotechnik Automatisierung. Vogel Business Media GmbH & Co. KG, Würzburg 1999, S. 86ff.
  5. Reinhart Gunther, Bürgel Robert: Kostensenkung durch Standardisierung. In: WB Werkstatt + Betrieb Trendbericht. Carl Hanser Verlag, München 2000, S. 16 – 21.

Weblinks