Die Firma Meteor am linken Zürichseeufer kann auf eine jahrzehntelange Tradition im Bau von Wickelmaschinen zurückblicken. Auf diesen Automaten werden typischerweise bei Zulieferern für die Autoindustrie Zündspulen produziert. Der Automotive-Bereich macht bei Meteor, die mit zwölf Mitarbeitern 2012 etwas über 6 Mio. CHF umsetzte, gegen 60 Prozent des Geschäfts aus. Pro Jahr verkauft man heute etwa sechzig Wickelmaschinen.
2007 übernahmen die beiden Maschinenbauer Thomas Meier und Jörg Otzen als Partner die Firma. Sie sahen das Potenzial der gut eingeführten Marke, deren Produktpalette von der einfachen, manuell bedienten Einspindelmaschine bis zu Wickelautomaten mit mehreren Spindeln reichte.
Sie stellten aber auch fest, dass die damalige Automatisierung der Wickelautomaten nicht mehr dem aktuellen Stand der Technik entsprach. Die Steuerungssoft- und -hardware stammte zwar bereits damals von B&R, das Gesamtsystem hatte aber von seinem historisch bedingten Aufbau her ein paar Haken, die verhinderten, dass das gesamte Potenzial, so wie es Meier und Otzen sahen, ausgeschöpft werden konnte.
Die Anlage steuerte externe, nicht in das Gesamtsteuerungskonzept integrierte Achsregler von Drittanbietern mit analogen Signalen an, was Einschränkungen bei Dynamik und Präzision verursachte. Dazu kamen Schwierigkeiten bei der Inbetriebnahme der Maschinen und der Parametrierung der Achsen, die sich aus dieser Konstellation ergaben.
Ein weiterer Kritikpunkt galt der Visualisierung: Sie erfolgte über das Programm «Visual Basic», das auf dem Betriebssystem Windows 98 lief. Die Entwicklungsumgebung wiederum war die PG 2000 von B&R.
Die beiden Partner entschlossen sich, in eine neue Steuerung zu investieren, mit der sie von NC- auf CNC-Technologie wechseln wollten. Dies sollte einerseits ein Maximum an Dynamik und Präzision aus der Anlage herausholen und andererseits eine wesentlich höhere Flexibilität bei der Programmierung ermöglichen.
Eines aber war von Beginn weg klar: Sie wollten bei Soft- und Hardware der Automatisierung weiterhin auf B&R setzen, da man mit deren offener Systemarchitektur und den Funktionalitäten der neuesten Generation zufrieden war. Zudem ermöglicht das Protokoll Powerlink harte Echtzeit für die Datenkommunikation der im CNC-Verbund eingebundenen Achsen. An der Basis übernommen wurde die von Meteor früher schon entwickelte Programmierung der Maschine mittels Modulen für den Maschinenbediener. Sie sollte aber weiterentwickelt werden.
Als das erste Pflichtenheft stand, kam die Firma Wito Automation als spezialisierter Dienstleister in der Automatisierung ins Spiel, bisher ein Spezialist auf Siemens-Plattformen. Der Projektleiter für Meteor bei Wito, Florian Egger, nahm sich der Sache an und erkannte dabei die Chance, dass Wito mit B&R als zweiter Plattform neben Siemens, mit der man bisher vor allem gearbeitet hatte, das eigene Kompetenzenportfolio ausbauen konnte.
Im September 2009 wurde das Projekt gestartet. Äusserer Anlass war der Auftrag eines grossen amerikanischen Zündspulenherstellers, der drei Wickelmaschinen in eine vollautomatische Fertigungslinie integrieren wollte. An der weltweit grössten Fachmesse für Spulenwicklung Coil Winding im Juni 2010 in Berlin stellte man bereits die Maschinen mit der neuen Steuerungsgeneration vor und verkaufte eine auch gleich vom Messestand weg. Die Maschinen für die Bestellung aus USA lieferte Meteor im gleichen Sommer aus. Meier dazu: «Es war mutig. Die Maschinen mussten von Beginn weg ohne Mucken laufen, und das taten sie auch. Aber eigentlich waren es Prototypen.»
Die neue Steuerung erntet seither nur Lob: Mit einer Reaktionszeit von 400 µs bietet sie die geforderte Dynamik und Präzision. Mit ihr können auch hochkomplexe Wickelaufgaben wie das Anwickeln auf einer Spirale, deren Achse schräg im Raum steht, gelöst werden. Dabei ist die Bedienung für die meist lediglich angelernten Maschinenführer wesentlich einfacher geworden, weil die Programmierung der Wickelaufgabe neu über Touchscreen erfolgt und die drei Achsen der Drahtführung über einen Teach-Modus programmierbar sind.
Kernpunkt ist aber die Integration der Automatisierung, die mit B&R-Software Automation Studio programmiert wurde: Mit der durchgängigen Plattform von B&R werden die I/O auf Basis IP 20 und IP 67, die Visualisierung mit der Bedienerführung und die Motionfunktionen mit der CNC-Technologie integriert. Alle hinderlichen Hardwareschnittstellen fallen so weg.
Zu den Investitionskosten für die Umstellung meint Otzen: «Für den Prototypen kostete uns das insgesamt eine halbe Million. Aber da unsere Kunden praktisch nie eine Standardmaschine kaufen, sondern Sonderwünsche haben, ist auch immer wieder weitere Programmierarbeit nötig. Wir verkaufen oft an Kunden, die zwei oder fünf Jahre nur einen einzigen Spulentypen da drauf fahren. Das heisst, dass sehr viel Customizing beim Programm gemacht wird, um die Spulen zu optimieren und um die Zykluszeiten zu verkürzen. Das schafft Nutzen beim Kunden, den er gerne bezahlt. Eine solche Maschine kostet dann schon mal 200 000 Euro oder im Extremfall auch 300 000 Euro, wogegen unsere Standard-Budgetlinie 70 000 Euro kostet. Genau für diese immer wiederkehrende Programmierarbeit ist die Basis, welche die Software von B&R bietet, ideal.»
Otzen ist sicher, dass genau dies Teil des Erfolges ist: Als er zusammen mit Meier Meteor übernommen hatte, verkauften sie pro Jahr eine Mehrspindelwickelmaschine aus ihrem Programm, das heute aus drei Modellreihen besteht. 2012 waren es schon zwanzig Mehrspindler. Diese Steigerung im oberen Preissegment ist in seinen Augen ganz klar der neuen Flexibilität bei der Programmierung, mit der jedem Kundenwunsch entsprochen werden kann, und den weiteren damit neu gewonnenen Qualitäten geschuldet.
Als grösstes Hindernis bei der Umstellung bezeichnen Meier und Otzen die Blackbox der alten Programmierung. Der Projektleiter Florian Egger dazu: «Im alten Steuerungskonzept waren so viele Funktionen mit verschiedenen Systemen realisiert worden, dass ein neues Automationskonzept zwingend wurde. Eine Migration war schon wegen der Umstellung von NC auf CNC ausgeschlossen. Die neue Steuerung war eine Entwicklung auf der grünen Wiese. Entscheidend für das Gelingen war die Bereitschaft von Meteor, den Transfer des Branchen-Know-hows zu Wito vorzunehmen, damit wir alles in einem iterativen Prozess neu aufbauen konnten. Wir bildeten aufgrund der alten Bedienungsanleitung, der Software und der Gespräche die alten Funktionalitäten ab und fügten dann neue, die es vorher so noch gar nicht gegeben hatte, dazu.»
Heute sind alle glücklich mit dieser Lösung. Sie katapultierte Meteor von einem vernachlässigbaren Mitbewerber im weltweiten Wickelmaschinenmarkt auf einen Spitzenplatz. Otzen ist überzeugt: «Damit sicherten wir den Fortbestand der Firma.» •
- Markus Schmid
Meteor AG
8832 Wollerau, Tel. 043 833 20 00
www.meteor.ch
Wito Automation AG
8570 Weinfelden, Tel. 071 626 58 80
www.wito-ag.ch
B&R Industrie-Automation AG
8500 Frauenfeld, Tel. 052 728 00 55
www.br-automation.com
Mehrspindelmaschinen von Meteor
Meteor baut heute drei Mehrspindel-Wickelmaschinen-Baureihen, die standardmässig für Drahtdurchmesser von 10 µm bis 1,2 mm ausgelegt sind. In Sonderanwendungen verarbeiten sie auch Durchmesser bis maximal 4,0 mm.
Der Rolls Royce ist das Metor Modular System mit den Maschinen MMS 110 (bis zu 9 Spindeln) und MMS 201 (bis zu 16 Spindeln). Deren maximale Wickelgeschwindigkeit beträgt 26 000 min-¹.
In der Mitte der Modellpalette liegt der programmierbare Revolverwickel-Automat PRA 1000 (bis zu 10 Spindeln, maximale Wickelgeschwindigkeit 18 000 min-¹).
Die Basislinie bildet die Metor Budget Line mit dem Typ MBL 420 (2 oder 4 Spindeln, maximale Wickelgeschwindigkeit 15 000 min-¹).
Vorteile der Umrüstung auf B&R X 67 und XV
- Reduktion des Verdrahtungsaufwandes
- Reduktion des Platzbedarfs
- Niedrigere Hardwarekosten
- Bahngenauigkeit der Achsen erhöht
- Zykluszeiten massiv reduziert
- Einfacheres, effizienteres Erstellen der Wickelprogramme dank Handrad und Touchscreen
- Inbetriebnahme der Anlage effizienter dank voll integriertem Antriebskonzept