ATE: Die neuesten Entwicklungen in der Elektronikbranche

In unserer News-Serie ASK THE EXPERT beantwortet Herr Markus Grünberger, unser stellvertretender Abteilungsleiter Elektrik bei AKE, unsere Fragen und liefert Ihnen sein wertvolles Fachwissen.

Herr Grünberger, was ist das Faszinierende und Spannende an Ihrem Fachgebiet der Elektronik?

Die Elektronik im Sondermaschinenbau ist aus mehreren Gründen sehr spannend.
Zum einen entwickelt sich die Elektroniktechnologie ständig weiter. Es gibt laufend neue Techniken, Komponenten und Innovationen, die den Fortschritt in diesem Bereich vorantreiben.
Spannend ist auch, dass der Sondermaschinenbau, und damit auch wir bei AKE, zwangsläufig mit der ständigen Erneuerung und rasanten Entwicklung der Elektronik Schritt halten müssen. Während es in anderen Branchen oft Jahre dauert, Geräte zu aktualisieren und zu warten, ist es im Sondermaschinenbau unabdingbar, sich schnell an die neueste Technologie anzupassen. Dies erfordert eine ständige Auseinandersetzung mit den neuesten elektronischen Entwicklungen und ein hohes Maß an Flexibilität.
Darüber hinaus setzt die Branche zunehmend auf "intelligente" Geräte. Das Aufkommen von Industrie 4.0 und die Einführung von Kommunikationsprotokollen wie IO-Link sind gute Beispiele dafür. Die Elektronik spielt eine entscheidende Rolle bei der Realisierung dieser intelligenten Systeme, die eine stärkere Vernetzung, Datenanalyse und Automatisierung ermöglichen.
Ein weiterer Aspekt, der die Elektronik für den Sondermaschinenbau interessant macht, ist die fortschreitende Elektrifizierung der mechanischen Bewegungen. In der Vergangenheit wurden beispielsweise pneumatische oder hydraulische Zylinder für bestimmte Bewegungen eingesetzt. Heutzutage werden diese zunehmend durch elektrische Antriebe ersetzt. Dies ermöglicht, eine präzisere Steuerung, bessere Anpassungsfähigkeit und höhere Effizienz.

Das klingt wirklich spannend. Welche Herausforderungen können hier entstehen?

Es gibt einige Herausforderungen, die sich ergeben können. Zunächst einmal müssen angesichts der oben erwähnten rasanten Entwicklungen in der Elektronik unsere AKE-internen Standards gepflegt und auf dem neuesten Stand gehalten werden, um die Qualität und Leistungsfähigkeit der Spezialmaschinen zu gewährleisten.
Dazu gehört beispielsweise die richtige Auslegung. Es ist wichtig, die Motorgrößen und Antriebsparameter richtig zu dimensionieren, um optimale Leistung und Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Eine falsche Deutung kann zu einem ineffizienten Betrieb oder sogar zu Ausfällen führen.
Da bleibt auch die Auslegung der Taktzeit nicht aus. Wenn eine Sondermaschine für eine bestimmte Zykluszeit ausgelegt ist, müssen alle elektronischen Komponenten und Systeme entsprechend korrekt interpretiert werden. Nur so kann die geforderte Produktionsgeschwindigkeit erreicht werden.
Zu guter Letzt möchte ich noch den Arbeitsschutz erwähnen: Bei der Arbeit mit Elektronik können bestimmte Sicherheitsvorkehrungen erforderlich sein, insbesondere wenn Hochspannung im Spiel ist. Die Einhaltung von Arbeitsschutzrichtlinien ist von großer Bedeutung, um die Sicherheit der Mitarbeiter zu gewährleisten.
Diese Herausforderungen erfordern Fachwissen, sorgfältige Planung und enge Zusammenarbeit zwischen Elektronikern, Konstrukteuren und anderen relevanten Disziplinen, um optimale Ergebnisse im Sondermaschinenbau zu erzielen.

Wie kann man dafür sorgen, dass die elektrischen Anlagen in einer Sondermaschine vor elektromagnetischen Störungen geschützt sind?

Es gibt einige relevante Maßnahmen, die man umsetzen kann.
Grundlegend ist es der AKE-Standard, dass gewährleistet ist, dass elektromagnetische Störungen vermieden werden.
Eine wirksame Methode ist die getrennte Verlegung von Steuer- und Lastkreisen. Durch die räumliche Trennung der Leitungen können Störungen minimiert werden. Bereits in der Planungsphase sollte darauf geachtet werden, dass keine übermäßigen Kabelreserven eingeplant werden. Die Kabel können einfach getrennt voneinander verlegt werden. Bei der E-Planung sollten nur Komponenten verwendet werden, die eine geeignete elektromagnetische Verträglichkeit aufweisen. Außerdem ist jeder Elektroinstallateur in der Anwendung geeigneter Installationsmethoden und Schutzmaßnahmen geschult. Damit wird sichergestellt, dass die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) der Elektroinstallation gewährleistet ist.

Wie können also elektrische Systeme in Sondermaschinen sicher und zuverlässig gestaltet werden?

Nun, hier gibt es einige entscheidende Aspekte. Elektrische Anlagen müssen so ausgelegt sein, dass sie im Dauerbetrieb effizient arbeiten und nicht überlastet werden. Es ist von Bedeutung, die Leistungsfähigkeit der Komponenten und Systeme im Vorfeld zu bewerten und sicherzustellen, dass sie den geforderten Anforderungen standhalten können.
Ein umfassendes Sicherheitskonzept wird im Vorfeld von der E-Planung entwickelt. Es müssen klare Richtlinien und Verfahren für den sicheren Betrieb der elektrischen Systeme festgelegt werden. Jede elektrische und pneumatische Bewegung wird berechnet, und es wird ein Performance-Level festgelegt, um zu garantieren, dass die Systeme die erforderlichen Sicherheitsstandards erfüllen. Wenn das Performance-Level zu niedrig ist, müssen möglicherweise neue Komponenten installiert werden, um ein höheres Sicherheitsniveau zu erreichen. Ein Beispiel hierfür ist die Verwendung sicherer Bremsen, um unkontrollierte Bewegungen zu verhindern, wenn ein Nothalt ausgelöst wird.
Darüber hinaus ist es wichtig, die elektrische Ausrüstung und ihre Komponenten regelmäßig zu bewerten und zu überprüfen, um dafür zu sorgen, dass sie den aktuellen Normen und Anforderungen entsprechen. Dies kann zum Beispiel regelmäßige Inspektionen, Wartungen und Funktionsprüfungen beinhalten.

Okay, von welchen Normen und Standards sprechen wir hier?

Es gibt mehrere Normen und Standards, die hier zu berücksichtigen sind. Einige Beispiele sind

VDE-0113-1 (Verband der Elektrotechnik Elektronik und Informationstechnik e.V.):
Diese Norm legt die Anforderungen an die elektrische und elektronische Konstruktion von Maschinen fest. Sie enthält Richtlinien für die Sicherheit, den Entwurf und die Prüfung von elektronischen Komponenten und Systemen.

EN60204-1:
Diese Norm spezifiziert die Sicherheitsanforderungen an die elektrische Ausrüstung von Maschinen. Sie umfasst den elektrischen Aufbau, die Verdrahtung, den Schutz vor elektrischen Gefahren und die Prüfung elektrischer Systeme.

ESD-Koordination:
ESD (Electrostatic Discharge, elektrostatische Entladung) ist ein wichtiger Aspekt beim Schutz von elektronischen Bauteilen. Eine sorgfältige Planung von Anfang an schützt die Bauteile und legt fest, welche Abstände eingehalten werden müssen. Bauteile die mit ESD-Komponenten in Kontakt kommen könnten z.B. mit spezieller ESD-Farbe lackiert werden.

Schulung nach EN61350:
Diese Norm befasst sich mit dem Schutz von elektronischen Bauelementen gegen elektrostatische Entladung. Schulungen nach dieser Norm sind wichtig, um das Bewusstsein für die richtigen Verfahren und Maßnahmen zum Schutz vor ESD-Schäden zu schärfen.

Darüber hinaus informieren wir uns immer über aktuelle Entwicklungen und Aktualisierungen von Normen und Standards, um stets die aktuellsten Anforderungen zu erfüllen.

Welche Steuerungssysteme eignen sich am besten für den Einsatz in Sondermaschinen und wie können sie optimal angepasst werden?

Nun, wir setzen zum Beispiel sowohl Siemens als auch Beckhoff ein.
Siemens ist ein bekannter Anbieter von Steuerungen und bietet eine breite Palette von Produkten für den Maschinenbau. Die Steuerungen bieten flexible Konfigurationsmöglichkeiten, hohe Zuverlässigkeit und eine leistungsfähige Programmierumgebung. Für eine bestmögliche Leistung sollten die Siemens-Steuerungen entsprechend den spezifischen Anforderungen der Sondermaschine konfiguriert und programmiert werden. Dabei ist es wichtig, die benötigten Ein- und Ausgänge, Kommunikationsschnittstellen und Funktionen richtig einzurichten und zu entwickeln.
Auch für den Maschinenbau bietet Beckhoff leistungsfähige Steuerungssysteme. Das Beckhoff TwinCAT-System, das auf dem PC-basierten Steuerungskonzept basiert, ermöglicht eine flexible Programmierung und umfangreiche Funktionen. Um dieses System optimal einzurichten, sollten die benötigten Softwaremodule ausgewählt und eingestellt werden. Dazu gehört das Einrichten der digitalen und analogen Ein- und Ausgänge, die Konfiguration der Kommunikationsschnittstellen und die Programmierung der gewünschten Funktionen.

Wow, vielen Dank für diesen Einblick. Wie kann AKE so energieeffizient wie möglich sein, um die Auswirkungen auf die Umwelt zu minimieren?

Wir haben auf unseren Hallendächern eine Photovoltaikanlage installiert. Mit einer Leistung von etwa 300 kWp können wir sicherstellen, dass wir tagsüber, wenn wir ausgelastet sind, unseren eigenen Strom aus Sonnenenergie erzeugen und uns selbst versorgen können. Dies reduziert unsere Abhängigkeit von konventionellen Energiequellen und verringert den ökologischen Fußabdruck unserer Produktion.
Außerdem haben wir einen Großteil unseres Fuhrparks auf Elektro- und Hybridautos umgestellt. In Kürze werden auf unserem Firmengelände Lademöglichkeiten zur Verfügung stehen, so dass unsere Fahrzeuge mit unserem eigenen Strom aufgeladen werden können. Durch den Einsatz von Elektrofahrzeugen reduzieren wir die Emissionen im Verkehrsbereich und tragen zur Verbesserung der Luftqualität bei.
Bei AKE legen wir großen Wert auf einen bewussten Umgang mit Energie. Wir arbeiten aktiv daran, unsere Energieeffizienz zu steigern und unsere Umweltauswirkungen zu minimieren.

Welche weiteren Vorteile haben die Kunden bei AKE?

AKE hat ein dynamisches, junges und professionelles Team. Meine Kollegen und ich sind Experten auf unserem Gebiet und wir setzen uns mit Leidenschaft für die Anforderungen unserer Kunden ein. Wir hören genau zu, analysieren die Bedürfnisse und arbeiten eng mit unseren Kunden zusammen, um ihre Erwartungen zu erfüllen. Dabei legen wir großen Wert darauf, die kundeneigenen Standards und Anforderungen zu berücksichtigen und einzuhalten. Mit unserer Dynamik und unserem Fachwissen können wir innovative Lösungen entwickeln und Herausforderungen meistern.
Auch bei AKE herrscht die niederbayerische Hands-on-Mentalität vor. Das bedeutet: Wir sind pragmatisch, lösungsorientiert und flexibel. Wir sind bekannt für unsere schnelle Reaktionszeit und unser Engagement, die Bedürfnisse unserer Kunden zeitnah zu erfüllen.
Durch diese Vorteile profitieren die Kunden von AKE von maßgeschneiderten Lösungen, hoher Kompetenz, kundenorientiertem Service und enger Zusammenarbeit. Wir sind bestrebt, langfristige Partnerschaften aufzubauen.

Da hat man das Gefühl, dass man in guten Händen ist. Welchen Tipp würden Sie aktuellen und potenziellen Kunden geben?

Ein wichtiger Tipp ist, immer auf dem neuesten Stand der Technik zu bleiben. Die Welt der Technologie entwickelt sich ständig weiter, und es ist wichtig, mit den neuesten Entstehungen Schritt zu halten.
Indem die Kunden sich über aktuelle Technologien und Trends auf dem Laufenden halten, können unsere aktuellen und potenziellen Kunden ihre Unternehmen wettbewerbsfähig halten und von den Vorteilen moderner Lösungen profitieren. Dies kann ihnen helfen, effizienter zu arbeiten, die Produktivität zu steigern und potenziell neue Geschäftsmöglichkeiten zu erschließen.
Bei AKE haben wir das Privileg, durch die enge Zusammenarbeit mit unseren Kunden immer auf dem neuesten Stand der Technik zu sein. Durch diese Partnerschaften sind wir ständig herausgefordert, innovative Lösungen zu entwickeln und neue Aufgaben zu meistern.