Biegen mit Touch

Vollautomatisches Rohrbiegezentrum mit PC-basiertem B&B-System

„Höchste Produktivität in unterschiedlichen Fertigungssituationen“ verspricht Tracto-Technik in Lennestadt den Anwendern des automatischen Biegezentrums Tubotron 30 CNC. Im Steuerpult der flexiblen Allrounder steckt neuerdings ein voll industrietauglicher Panel PC mit Touchscreen, der das Bedienen und Beobachten sehr komfortabel gestaltet, den Einsatz von Softwaretools direkt an der Maschine ermöglicht und auch die vertikale Integration der Fertigung erleichtert.

12. August 2002

Die Tracto-Technik GmbH Spezialmaschinen (TT) wurde 1962 gegründet und gilt heute weltweit als führender Innovator im Bereich ungesteuerter und gesteuerter Bohrsysteme („Maulwurftechnik“) für die unterirdische Rohr- und Kabelverlegung. In diese Kategorie gehören auch die Erdraketen- und Rammtechnik sowie Systeme für die Erneuerung maroder Rohrleitungsnetze. Die Produkte aus dem Sauerland werden mittlerweile in mehr als 50 Länder der Erde exportiert.

Der ständige Mangel an leistungsfähiger Fertigungstechnik für das Hauptgeschäft hat schon sehr früh zu selbstkonstruierten und gefertigten Rohrbiege- und Rohrbearbeitungsmaschinen geführt. Aus der anfänglichen Not entwickelte sich aber schnell die zweite tragende Säule des Unternehmens, die in der Zwischenzeit perfektioniert und um maßgeschneiderte Software- und Engineering-Lösungen erweitert wurde. Heute beschäftigt TT insgesamt rund 500 Mitarbeiter in vier Werken und fünf Niederlassungen in Deutschland. Der Umsatz ist auf dreistellige Millionenbeträge gewachsen. Die globale Präsenz stützt sich auf Tochterunternehmen in England, Frankreich, den USA und Australien sowie ein dichtes Händlernetz rund um den Erdball. Besonders stolz ist man bei Tracto-Technik auf bisher über 330 Patentanmeldungen weltweit, womit die Tracto-Technik zu den 100 innovativsten Unternehmen Nordrhein-Westfalens zählt und bei den Patentanmeldungen pro Mitarbeiter viele namhafte Konzerne weit übertrifft.

Umfassendes Produktportfolio

Das TT-Spektrum an Rohrbiegemaschinen aus dem Werk 2 in Lennestadt-Oedingen deckt derzeit den Durchmesserbereich von 6 bis 90 mm ab und wird laufend erweitert. Lieferbar sind einachsgesteuerte (Tubobend), halbautomatische (Tuboform) und voll automatische (Tubotron) Ausführungen. Klassiker unter den universellen Modellen sind die über 1.400 mal verkauften Tubomat 642 und Tubobend 48, die die Funktionen Sägen, Entgraten, Anfasen, Bördeln sowie Schneidringmontage integrieren. Abgerundet wird das Produktprogramm durch spezielle Rohrenden-Bearbeitungs- und kundenspezifische Handling-Geräte. Hinzu kommen 2D/3D-Meßsysteme (Tubocontrol/Tuboscan) zum Abtasten bestehender Rohrfiguren, mit der Möglichkeit des direkten Datenimports in das Softwarepaket des Maschinenherstellers zum Isometrieren, Simulieren und Biegen (Tractofab). Anwender finden sich im Prinzip überall dort, wo Rohre und Rohrprofile gebogen anstatt geschweißt werden sollen - von Schlossereien bis zu Spezialbetrieben für hydraulische Systeme, vom Automobil-, Schiff- und Flugzeug- bis zum Chemieanlagenbau, von der Kälte- und Klimatechnik über Möbelhersteller bis hin zur Armaturenindustrie. In punkto Materialien und Formen gibt es kaum Grenzen: Die Biegemaschinen von Tracto-Technik bearbeiten Rund-, Vierkant- und Ovalrohre ebenso wie offene Spezialprofile zu Figuren aller Art. „Wir wollen auch in Zukunft von der kleinsten bis zur größten Maschine das gesamte Spektrum anbieten und dabei kein reiner Montagebetrieb sein. Auch die Werkzeuge für unsere Maschinen stellen wir mit nur wenigen Ausnahmen selbst her, so daß das gesamte Know-how und viel von der Fertigungstiefe unter einem Dach bleibt“, unterstreicht Dr. Martin Walter die Kernkompetenzen des von ihm geleiteten Geschäftsbereichs. Dazu gehört auch die eigene Elektrokonstruktion und die Entwicklung neuer Maschinen, wie die Ende 2000 vorgestellte, voll automatisch arbeitende Tubotron 30 CNC.

Durchgängig automatisiert

„Bei der Auswahl der Automatisierungstechnik für die neue Reihe“,so Thomas Sondermann, Leiter Entwicklung Steuerung/Software, „haben wir uns einerseits von der Akzeptanz, Verbreitung und Verfügbarkeit auf dem Weltmarkt leiten lassen, andererseits von der Durchgängigkeit über alle Automatisierungsebenen hinweg. Eine SPS brauchten wir, eine bis zur Aktuator/Sensor-Ebene durchgängige Lösung wollten wir, womit sich schnell Siemens als Ausrüster herauskristallisierte.“ Darüber hinaus sollte es eine moderne PC-basierende Lösung sein, um möglichst offen für die vertikale Integration in andere Systeme zu bleiben - und eine robuste, voll industrietaugliche, womit sich der Kreis der Kandidaten weiter verengte. „Die Panel-PCs mit Touchscreen von Siemens“, sagt Herr Sondermann, „paßten hervorragend in unser Konzept, zumal wir schon vorher positive Erfahrungen mit Visualisierungsprodukten aus dem Hause Siemens gesammelt hatten.“ Tracto-Technik entschied sich schließlich für eine Lösung, die ein Musterbeispiel für „Totally Integrated Automation“ darstellt: So hat der Tubotron 30 CNC eine Steuerung Simatic S7-300 mit CPU 315-2 DP, die über den Profibus mit den Simodrive 611U-Antrieben sowie über das AS-Interface mit der Sensorik und Hydraulik der Maschine kommuniziert. Das „Human Machine Interface“ (HMI), also die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine, ist ein Simatic Panel PC 670 mit 12& uot;-Touchscreen, der über das Multi-Point-Interface mit der SPS verbunden ist. Zur Projektierung und Visualisierung wurde „Simatic ProTool/Pro“ für PCs spezifiziert.

In dieser Ausstattung ist die neue voll automatische Maschinengeneration äußerst dynamisch und schnell umrüstbar, was sie in der Großserien- wie in der Einzelfertigung sehr flexibel und wirtschaftlich macht. Damit können Rohre mit einem Durchmesser bis 30 mm, bis zu einem maximalen Biegeradius von 200 mm bearbeitet werden. Die weiteren Eckdaten: Rohrvorschub 1.650 mm/s, Verdrehgeschwindigkeit 360°/s und Positioniergenauigkeit ≤ 0,1 mm.

Robust, einfach, offen

Maschinen von Tracto-Technik sind hinsichtlich Konstruktion, Ausführung und Verarbeitung im oberen Qualitätsspektrum zu angesiedelt. Das neue PC-basierende Bedienkonzept macht da keine Ausnahme. Der Simatic Panel PC 670 mit Touchscreen (analog resistives 12,1& uot;-TFT-Display, Auflösung 800 x 600 Bildpunkte) ist für den industriellen Einsatz unter erhöhter Belastung durch Einflüsse wie Staub, Hitze, Schwingungen und/oder elektromagnetische Strahlung konzipiert. Frontseitig ausgeführt in Schutzart IP65 (nach EN 60529) erfüllt er die grundlegende Voraussetzung für lange Nutzdauer und höchste Zuverlässigkeit. Die Einbautiefe beträgt nur 130 mm (100 mm in der 10,4& uot;-Version), womit sich das Gerät auch für sehr beengte Verhältnisse und kompakte Lösungen unmittelbar an der Maschine oder wie hier in einem fahrbaren Bedienpult empfiehlt. „Ein Vorteil des großen Touchscreens ist, daß sich darauf sehr viel Information übersichtlich unterbringen läßt. Der Bediener muß nicht erst lange blättern, um zur richtigen Einstellung zu gelangen. Alle wichtigen Befehlssätze sind auf einer Bildmaske sichtbar und alle Funktionen direkt schaltbar, was unsere Kunden immer wieder positiv bewerten“, so Thomas Sondermann. Ebenfalls entscheidend für die Wahl einer PC-basierenden Lösung war die Möglichkeit, Daten direkt an der Maschine „halten“ zu können. Die Panel-PC-Umgebung bietet auch ausreichend Platz (mindestens 4 GB-Festplatte) und Performance (All-in-one-board mit Intel Pentium III ab 64 MB Hauptspeicher) für den Einsatz zusätzlicher Software, wie CAD-Systemen oder der Rohrbiege-Software Tubofab, mit der sich neue oder bestehende Rohrfiguren vor Ort schneller, einfacher und komfortabler erstellen oder optimieren lassen. Die standardisierte Ethernet-Schnittstelle des Panel PC 670 verbindet die Biegemaschine direkt mit Firmennetzwerken und so mit übergeordneten Systemen, etwa zur Auftragsverwaltung oder Produktionsplanung. Je eine USB-Schnittstelle auf der Front- und Rückseite ermöglichen den Einsatz entsprechender Peripheriegeräte. TT selbst nutzt die PC-Funktionalität für den externen Zugriff auf die projektierten B&B-Oberflächen, um schnell Software Updates durchführen zu können. Eine Teleservice-Schnittstelle ermöglicht den Fernservice von PC und Maschinensteuerung durch die Spezialisten der TT. Somit ist die Biegemaschine immer auf dem neusten Stand der Technik und bei auftretenden Problemen steht die Erfahrung und das Wissen der TT kurzfristig zur Verfügung - und das weltweit.

Schnell projektiert

Die Elektrotechniker von TT arbeiten schon seit längerem mit HMI-Geräten von Siemens und sind deshalb mit dem Projektierwerkzeug „ProTool“ bestens vertraut. Der Einstieg in „ProTool/Pro“ - die Projektierungs- und Visualisierungssoftware für alle Simatic-Panels und PC-basierenden Systeme von Siemens - verlief daher noch reibungsloser als üblich. „ProTool/Pro“ bietet eine umfassende Auswahl standardisierter Ein-/Ausgabefelder und Bedienelemente (Vektorgrafik, 256 Farben) und unterstützt dynamisches Positionieren von Objekten ebenso wie komfortable Kurvengrafik mit Blätter- und Zoomfunktion. Enthalten sind auch eine leistungsfähige Rezepturverwaltung und ein Archivierungssystem, so daß sich Prozeß- und Maschinendaten ohne großen Programmieraufwand online verwalten, editieren und analysieren lassen. Das optimierte Zusammenspiel dieser Komponenten verringert den Projektierungsaufwand deutlich und nicht selten bis zu einem Drittel. „Mit Visual Basic Scripts konnten wir, ohne auf die Unterstützung von Siemens zurückzugreifen, alles umsetzen, was wir brauchten. Auf etwa 20 Bildmasken sind sämtliche Funktionen für das effiziente Einrichten und den Automatikbetrieb untergebracht. Unsere Kunden erhalten ein eigenständiges, intuitiv beherrschbares und bei Bedarf problemlos erweiterungsfähiges B&B-System“, so Softwareentwickler Bruno Schwermer.

Und komfortabel bedient

Einstieg ins einfach und flach gehaltene B&B-Menü der Tubotron 30 CNC ist das „Referenzmenü“ zur Nullung des Transportschlittens, der Rotations- und der eigentlichen Biegeachse. Von hier aus kann der Bediener über Auswahlbuttons zu anderen Applikationen umschalten oder ins „Hauptmenü“ wechseln. Letzteres ist die wichtigste Ebene. Von hier aus läßt sich die Maschine wahlweise im Hand- und Halbautomatikbetrieb fahren und es lassen sich auch alle anderen Untermenüs aufrufen. Der Handbetrieb ermöglicht das Verfahren der Achsen nur so lange in positiver oder negativer Richtung, wie die entsprechenden Tipptaster betätigt werden. Im Halbautomatikbetrieb können alle drei Hauptachsen auf vorgegebene Sollwerte verfahren werden. Ein Vergleich zwischen den aktuellen Ist- und Sollwerten ist jederzeit möglich. Über zwei weitere Tasten wird im Halbautomatikbetrieb die Ablauffolge von „Klemmung“, „Gleitstück“ und „Dorn“ beim Biegvorgang aktiviert. Den drei Achsen ist jeweils ein Geschwindigkeitsfaktor zugeordnet, damit diese entsprechend der Biegeaufgabe angepaßt werden können, zur Erzielung optimaler Ergebnisse. Darüber hinaus gibt es farblich gekennzeichnete Tasten zum manuellen Steuern der wichtigsten Nebenachsen wie „Klemmung“, „Gleitstück“, „Spannzange“ und „Dorn“. Über etwas größer ausgeführte Funktionstasten am rechten Bildrand gelangt der Bediener zu den Funktionsgruppen „Werkzeuge“, „Parameter und Einstellungen“, „Einrichten“, „Automatik“ und „Werkzeugwechsel“, womit er die Biegemaschine individuell einstellen und bedienen kann. Weitere fünf Untermenüs runden die Bedienoberfläche ab und sorgen für einen sicheren Betrieb in allen Situationen. Zusätzlich zu den vom Rohrbiegeprogramm „Tractofab“ bereitgestellten Biegedaten kann der Bediener auch über die Rezepturverwaltung Biegeprogramme mit je 15 Biegesätzen manuell eingeben, abspeichern und bei Bedarf wieder abrufen. Ein integrierter Stückzahlzähler stoppt bei erreichter Sollzahl den Automatikbetrieb. Des weiteren gibt es eine Kollisionskontrolle beim Einrichten neuer Biegeprogramme sowie umfangreiche Alarmlisten. „Der Verkauf unserer neuen vollautomatischen Tubotron-Baureihe ist sehr gut angelaufen und hat unsere Erwartungen fast übertroffen,“ sagt Dr. Walter, er unterstreicht: „Das moderne Bedien- und Beobachtungssystem mit dem Simatic Panel PC 670 von Siemens und die funktionale Offenheit der PC-basierenden Lösung haben zu diesem Erfolg ganz sicher beigetragen.“

Erschienen in Ausgabe: 04/2002