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Prozesse und Qualität vernetzt absichern

Litzenschweißen mit MES-Anbindung

Litzen werden heute in vielen Branchen mit Ultraschall geschweißt. Die Spanne reicht von der Automobil- und Nutzfahrzeugindustrie über die Luftfahrttechnik bis hin zur Produktion von Haushaltsgeräten. Typische Anwendungen finden sich vor allem in der Vorfertigung, bei der Fertigung von Kabelbäumen am Montagebrett oder bei der Verdichtung von Einzellitzen. Mittlerweile lassen sich moderne Litzenschweißanlagen sogar direkt an das MES (Manufacturing Execution System) des Anwenders anbinden, was die Prozesssicherheit erhöht und die Qualitätssicherung erleichtert.

Schweißen von Hochvolt-Mehrleiterkabeln. (Bild: Telsonic AG)

Schweißen von Hochvolt-Mehrleiterkabeln. (Bild: Telsonic AG)

Litzenschweißen mit Ultraschall gilt als Mittel der Wahl, wenn zuverlässige elektrische Verbindungen erforderlich sind, etwa in der Automobilindustrie. In solchen Fällen sprechen für Ultraschallverbindungen sowohl technische als auch wirtschaftliche Argumente. Dazu zählen der niedrige elektrische Widerstand, die Kosteneffizienz und der Korrosionsschutz. Außerdem gibt es inzwischen sehr flexible Schweißanlagen. Kuper-Kupfer- und Kupfer-Aluminium-Kombinationen mit unterschiedlichen Querschnitten können dann beispielsweise auf derselben Maschine geschweißt werden und selbst für auf wenige Millimeter abisolierte Kabel oder verdrillte Leitungen gibt es die passenden Werkzeuge. In der Praxis hat sich das Litzenschweißen mit Ultraschall zudem als sehr zuverlässig und sicher erwiesen, da sich die relevanten Parameter jeweils anwendungsspezifisch einstellen und überwachen lassen. Mit Anlagen von Telsonic lässt sich diese Technik nun in eine weitreichend vernetzte Fertigung einbinden.

Anbindung an die Werks-IT

Der Ultraschallspezialist hat für seine TelsoSplice-Litzenschweißanlagen die Steuerungs- und Bediensoftware TelsoSplice V4 entwickelt. Diese bietet Integrations- und Vernetzungsmöglichkeiten sowie Funktionen für die Qualitätssicherung. Bedient wird das System über einen Touchscreen. Umsteiger sollen ohne Schulung mit dem neuen System zurecht kommen. Mit der Lösung können Betreiber ihre Litzenschweißanlage direkt an ihr Fertigungsmanagementsystem anschließen. Das gilt in erster Linie für das in der Branche meistgenutzte MES 4Wire CAO von DiIT / Schleuniger. Über die TelsoCON-Schnittstelle lässt sich die Anlage aber auch an andere ME-System anbinden. Über die OPC-UA-Schnittstelle können viele Parameter übertragen werden, für Prozessintegrationen von Benchtop-Varianten bis zur umfassenden Automatisierung.

Produktionsdaten transparent

Sind die Ultraschall-Litzenschweißanlagen in das Netzwerk eingebunden, lassen sich Aufträge mit allen technischen Parametern automatisch übermitteln, einschließlich Knotenart und -menge. Die Produktionsdaten sind jederzeit transparent. Parameter und Resultate lassen sich über das Netzwerk teilen und für die Optimierung der Produktionssteuerung nutzen. Benutzer haben Zugriff auf die Echtzeit-Daten aus der Produktion, können auf Schweißresultate zugreifen und – etwa für die Rückverfolgbarkeit – die Daten individuell aufbereitet auf Netzwerklaufwerken oder anderen Speichermedien sichern. Da die Software eine breite Palette von industriellen Etikettendruckern unterstützt, können Etiketten an allen relevanten Produktionsschritten mit den jeweils gewünschten Informationen generiert und gedruckt werden, z.B. nach jeder Schweißung, beim fertigen Kabelbaum und für die jeweilige Charge.

Litzenschweißen mit Ultraschall gilt als Mittel der Wahl, wenn zuverlässige elektrische Verbindungen erforderlich sind. Hier die Stehplatzversion TelsoSplice TS3 . (Bild: Telsonic AG)

Litzenschweißen mit Ultraschall gilt als Mittel der Wahl, wenn zuverlässige elektrische Verbindungen erforderlich sind. Hier die Stehplatzversion TelsoSplice TS3 . (Bild: Telsonic AG)

Intelligentes Bindeglied

Weitere Möglichkeiten bietet der TelsoProduction-Server. Er kommuniziert mit dem MES und den Schweißanlagen. Als intelligentes Zwischenglied kann er die kundenspezifische Kabelsatzkonfektion vereinfachen und das Lastmanagement sowie die Prozessoptimierung übernehmen. So lassen sich etwa komplexe Schweißaufträge auf mehrere Anlagen aufteilen oder die Lastverteilung zwischen den Maschinen ausgleichen. Falls bei einer Anlage ein Fehler auftreten sollte, kann dann zum Beispiel eine andere die Aufgabe übernehmen, um Produktionsunterbrechungen zu vermeiden. Die entsprechenden Parameter werden automatisch übertragen.

Qualität im Blick behalten

Für ein effektives Qualitätsmanagement sind die Ultraschall-Litzenschweißanlagen über die neue Software zudem in das Telsonic Quality Control Center (TQCC) integrierbar. Knotenprüfungen gehen schnell und einheitlich, wobei sich die Prüfabläufe individuell gestalten lassen. Erst nach bestandener Qualitätsprüfung geht die Produktion weiter. Eventuelle Fehler können also lange vor der Endprüfung entdeckt werden. Alle Prüfergebnisse werden gespeichert und sind jederzeit abrufbar. Die Qualitätssicherung fängt beim Litzenschweißen aber schon früher an: Vor der Verarbeitung wird beispielsweise das Material nicht nur auf korrekten Typ, sondern auch auf sein Alter geprüft. Das Alter der Litzen hat Einfluss auf die Qualität der Schweißverbindung und überlagertes Material sollte nicht zum Einsatz kommen. In der neuen Litzendatenbank lassen sich dazu alle Litzeninformationen detailliert erfassen und auch aus dem MES sowie dem Schneidebereich automatisch importieren, inklusive Artikelnummer, Strichcode, Litzenaufbau, Material, Leitertyp und so weiter. Das kann redundante Dateneingaben ersparen und die Erstellung neuer Knoten vereinfachen. Pro Knotengeometrie müssen Schweißparameter nur einmal erfasst werden. Wahlweise können die Schweißparameter pro Knoten definiert oder übergreifend z.B. in Abhängigkeit vom Knotenquerschnitt gesetzt werden.

Stabil produzieren

Hinzu kommen Features, die die Produktionssicherheit beim Litzenschweißen erhöhen. Der Panel-PC beispielsweise ist standardmäßig mit einer unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) ausgestattet, um die Datenintegrität bei Ausfällen abzusichern. Die Pneumatik der Schweißanlagen wird ebenfalls überwacht. Die automatische Unterdruckerkennung alarmiert bei zu niedrigem oder fehlendem Druck den Bediener und stoppt die Produktion, bis der Fehler behoben ist. Mit dem Multi-Wire-Splice-Kit beispielsweise lassen sich Hochvolt-Mehrleiterkabel und verdrillte Datenleitungen per Ultraschall verschweißen. Um Fehlschweißungen zu zerstören, gibt es einen Schlechtteilschneider. Eine Litzeneinlegehilfe verhindert, dass Litzen nebeneinander liegen und deshalb nicht richtig verschweißt werden. Praxisgerecht ist auch die optionale Schnittstelle zum Schrumpfofen, um Schrumpfparameter zu übermitteln oder die Versiegelung von fehlgeschweißten Knoten zu verhindern.


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