RFID im Blick · AutoID/RFID Marktplatz und Presseportal

Über 50 verschiedene Fahrzeuggetriebe fertigt Getrag Ford Transmission in Köln-Niehl. Dabei unterstützt RFID-Technologie die Logistik auf der Produktionsstraße. Sämtliche Werkstückträger sind über RFID identifizierbar.

Von Dipl.-Ing. Andreas Biniasch, ifm electronic gmbh

Veröffentlicht: Novemberausgabe 2008 "RFID im Blick"

Die Produktion der Pkw-Getriebe erfolgt auf einer halbautomatischen Produktionsstraße. Die Varianten reichen dabei über Fünf- Gang- beziehungsweise Sechs-Gang-Getriebe in verschiedenen Leistungsklassen, Gehäusevarianten und Ausbaustufen. 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.

Die hochpräzise Messnadel erkennt kleinste Toleranzen und vergleicht sie mit den in der Zentralsteuerung hinterlegten Sollwerten.

Identifizierung von Getriebevarianten

Heute lassen sich verschiedene Varianten von Getriebetypen auf einer Produktionsstraße 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. Dies 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.

Anlage modernisiert

Aufgrund wachsender Anforderungen hat Getrag Ford Transmission vor rund zwei Jahren die Anlage aufgerüstet und modernisiert. Das Projekt übernahm Bratz Engineering, ein Unternehmen 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 von ifm electronic.

Vor dem Zusammensetzen der Getriebehälften wird Dichtpaste aufgetragen. Die Konturen der unterschiedlichen Getriebevarianten sind in der Steuerung hinterlegt.

RFID-Sensoren am Transportband montiert

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 d u r c h g e h e n d e 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 ange s ch los s en. 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 das Handbuchs konnten wir verzichten“, so Kirchner.

Transparente Werkstückträger

Das Gegenstück zu den RFID-Sensoren sind die sogenannten IDTags. 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 Millimeter lesen die Sensoren die Daten im Vorbeifahren aus. In jedem ID-Tag ist die Palettennummer (eins bis 120) gespeichert. Diese Nummer referenziert auf einen Getriebetyp-Datensatz, der in der zentralen Steuerung hinterlegt ist. Dieser steuert die verschiedenen Maschinen der Montagelinie anhand der getriebespezifischen Parameter.

Weitere Aufrüstung möglich

Seit rund einem Jahr ist die modernisierte Anlage mit RFID-Technologie im Betrieb. Projektleiter Michael Kirchner resümiert: „Das System läuft absolut zuverlässig. Es gab weder Probleme beim Auslesen der Daten noch Störungen im AS-i-System.“ Bezüglich eines weiteren Einsatzes der Technologie antwortet Kirchner:„ Es wird bestimmt nicht die letzte Anlage sein, die wir mit dem RFIDSystem von ifm-electronic ausrüsten.“

ifm RFID-System DTS 125

ifm electronic bietet mit dem DTS125 eine Komplettlösung zum Codieren und Identifizieren mittels RFID-Technologie. Einzigartig: Das System wird per AS-Interface angesteuert und bietet echtes „Plug and Play“. Aufwendige Montage durch Parallelverdrahtung entfällt. Das reduziert Zeit und Kosten für Installation und Inbetriebnahme.
Das robuste und industrietaugliche System ist eine kostengünstige Alternative zu elektromechanischen und pneumatischen Codierungssystemen. Die Daten werden auf passiven Transpondern, sogenannte ID-Tags, gespeichert. Diese bieten flexible Montagemöglichkeiten für Paletten, Werkzeugträger und andere Bauteile. Die Lese-/Schreibdistanz beträgt maximal 65 Millimeter und die Vorbeifahrgeschwindigkeit bis zu 0,5 Meter pro Sekunde.
Die Spannungsversorgung erfolgt aus AS-i, eine separate Stromversorgung ist somit nicht erforderlich. Der Schreib-/Lesekopf beinhaltet neben der Antenne auch die komplette Auswertung und die Schnittstelle zu AS-i. Er wird einfach als Analogslave entsprechend Profil 7.4 im AS-i Netzwerk betrieben. Zusätzliche Hardware oder Softwarebausteine sind somit nicht erforderlich. Bis zu 31 Lese- /Schreibköpfe lassen sich an einem AS-i Strang anschließen.
Die Energieübertragung zwischen ID-Tag und dem Transponder beruht auf dem physikalischen Prinzip der induktiven Kopplung mit einer Frequenz von 125 kHz.