Wirtschaftliche Automation von Lötanlagen mit multifunktionalen Sicherheitsrelais

Übersicht

Löttiegel  

Der Löttiegel ist Bestandteil des Lötmoduls

  • Da der Sicherheitstechnik bei der Ersa GmbH ein hoher Stellenwert zukommt, hat das Unternehmen die Safety-Konzepte seiner Selektivlötanlagen modularisiert.
  • Zur Verbesserung des Herstellungsprozesses seiner Kunden muss der Lötspezialist flexibel auf deren Anforderungen reagieren können.
  • Die multifunktionalen Sicherheitsrelais PSR-MXF lassen sich sowohl in einfachen Maschinen als auch modularen Sicherheitskonzepten einsetzen.

Kundenprofil

Elektrokonstrukteur Edgar Diener  

Elektrokonstrukteur Edgar Diener prüfte die Schaltung an einem Demonstrationsboard

Bei der in Wertheim ansässigen Ersa GmbH handelt es sich um Europas größten Hersteller auf dem Gebiet der Löttechnik.

Der international tätige Anbieter für Selektiv- und Wellenlötanlagen stellt Dienstleistungen und Lösungspakete zur Verfügung, um die Produktionsabläufe seiner Kunden zu optimieren.

Anwendung

Selektivlötanlage Versa-Flow  

Die multifunktionalen Sicherheitsrelais PSR-MXF kommen in der Selektivlötanlage Versa-Flow zum Einsatz

Das Selektivlötverfahren ist häufig das einzig denkbare Konzept, wenn beidseitig bedrahtete Bauelemente gelötet werden müssen und ein Wellenlötverfahren mit der klassischen Welle auf der zweiten Seite der Baugruppe nicht mehr möglich ist.

Gegenüber der klassischen Wellenlötanlage benötigt die Selektivlötanlage meist erheblich weniger Platz. Ihre Minimalkonfiguration besteht dabei aus einem programmierbaren Präzisions-Sprühfluxer zum Auftragen des Flussmittels sowie einem Vorheiz- und dem eigentlichen Lötmodul.

Je nach Kundenwunsch kann die Funktion der Selektivlötanlage um weitere, jeweils ein Vorheiz- und Lötmodul umfassende Einheiten ergänzt werden. Ein solches Konzept erfordert kompakte Geräte, die sich einfach handhaben und flexibel an die jeweiligen Rahmenbedingungen anpassen lassen.

Lösung

Schaltschrank der Lötanlage  

Zur Automatisierung der Lötanlage nutzt Ersa neben den Sicherheitsrelais viele weitere Komponenten von Phoenix Contact

Aufgrund der beschriebenen Anforderungen verwendet Ersa in der Baureihe Versa-Flow die multifunktionalen Sicherheitsrelais PSR-MXF von Phoenix Contact. Denn die lediglich 22,5 Millimeter schmale Safety-Komponente kann zwei lokale und einen übergeordneten Sensorkreis bis Performance Level PL e respektive Safety Integrity Level SIL CL 3 verarbeiten. Die geringe Baugröße lässt sich unter anderem durch Nutzung des dreistöckigen MEmax-Gehäuses mit insgesamt 24 Kontaktpunkten aus dem Produktportfolio von Phoenix Contact realisieren.

Die werkzeuglose Push-in-Anschlusstechnik war ebenfalls ein wichtiges Kriterium, weshalb sich Edgar Diener, der für die Elektronkonstruktion der Selektivlötanlagen verantwortlich ist, für Sicherheitsrelais PSR-MXF entschieden hat. „Eigentlich möchte ich nur noch Komponenten mit der Direktstecktechnik einsetzen, die eine einfache und schnelle Verdrahtung erlaubt“, erklärt Diener.

Wie das Beispiel der Selektivlötanlage zeigt, können mit dem patentierten Konzept, das sich aus zwei unabhängigen Abschaltebenen in Kombination mit zwei lokalen und einer übergeordneten Sicherheitsfunktion zusammensetzt, selbst modulare Maschinenkonzepte einfach umgesetzt werden. Durch die bereits in die Sicherheitsrelais integrierte Funktionalität reduziert sich der Aufwand für die Verifikation und Validierung der Safety-Lösung gegenüber alternativen Konzepten deutlich.

Edgar Diener berichtet: „Zukünftig kommen wir in der Basisvariante, die einen erheblichen Anteil am Gesamtvolumen der Baureihe hat, nun mit einem anstatt drei Sicherheitsrelais aus“. Jedes weitere Modul der Lötanlage, das jeweils einen eigenen Schaltschrank beinhaltet, fügt sich in das bestehende Schaltungskonzept ein, indem das übergeordnete Nothaltsignal vom Fluxermodul durch alle nachgelagerten Schaltungsteile geschliffen wird. Während der Sicherheitsbeurteilung definierten die Teilnehmer zudem, dass die Schutztürverriegelungen der einzelnen Funktionseinheiten stets auf die vor- und nachgelagerten Module wirken müssen.

Fazit

Die Automatisierungsspezialisten von Ersa haben sich für das multifunktionale Sicherheitsrelais PSR-MXF ausgesprochen, weil das Konzept der Selektivlötanlage Versa-Flow bewusst auf eine einfache Handhabung und hohe Flexibilität ausgelegt ist. Bei Verwendung eines konfigurierbaren Sicherheitsschaltgeräts hätte jede Modulerweiterung eine individuelle Anpassung der Software bedeutet. Das erweist sich insofern als wichtig, da das Montagekonzept der Lötanlagen auf eine größtmögliche Effektivität ausgerichtet ist. Denn im Rahmen der Linienfertigung stellen die Ersa-Mitarbeiter in jeweils neun Takten à vier Stunden eine neue Lötanlage her.

PHOENIX CONTACT s.à r.l.

10a, op Bourmicht
L-8070 Bertrange
(+352) 45 02 35-1

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