18/01/2022

3CON Anlagenbau GmbH

加快和改进机械生产

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3CON:控制柜工程价值链数字化

位于奥地利蒂罗尔州的3CON公司为全球汽车制造商及其供应商设计并生产客户定制的内饰生产系统。通过改用 Eplan 软件产品进行电气工程设计,该公司的开发时间缩短了一半,并为每个控制柜创建了数字孪生。数字孪生是装配和安装过程数字化的基础,也是使用威图数控加工中心对控制柜的钣金部件进行全自动机械加工的基础。这大大加快了生产流程,同时提高了质量。

汽车行业正在发生翻天覆地的变化。替代驱动系统正在取代传统的内燃机,互联网支持的辅助系统正在改变汽车行业所有产品的操作理念。然而,客户对完美内饰的要求并没有改变,在这种内饰中,没有任何缝隙露出下面的钣金,两块皮革之间的接缝完全按照扶手的轮廓。这种内饰可确保高质量的外观,并提供舒适的豪华感和安全感。

汽车内饰自动化

就在几十年前,高品质的汽车内饰在生产过程中需要大量的手工劳动。一流品质的工艺只保留给高级汽车制造商的顶级车型。如今,汽车内饰的门板和侧板、内后视镜、顶篷、垫子、隔间和盖板等部件和组件大多由分包商生产。高度自动化确保了大众化量产汽车的车主也能享受到质量上乘的汽车内饰。

3CON技术公司是为汽车行业开发和制造定制汽车内饰生产系统的全球市场领导者之一。3CON 的产品组合不断发展,包括用于全自动缝纫、热风切割、冲压层压、真空层压和边缘折叠的工具和系统以及连接设备。先进的技术和智能的工艺使得内饰件的生产具有最大的设计灵活性、最高的效率和始终如一的卓越品质。

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3CON Anlagenbau 公司总部位于奥地利埃布斯,拥有约 600 名员工,开发和生产用于制造汽车内饰(包括门板、扶手、驾驶舱等)的创新工具和设备系统。© 3CON Anlagenbau GmbH

从工具制造到机械制造

3CON最初只设计和制造工具。2001 年,为了让客户从 3CON 在工具制造方面的丰富经验中获益,工厂工程顺理成章地成为下一步的工作。从一开始,3CON 的工程师就在机械工程方面使用了市场上领先的 3D CAD 软件包之一,该软件包在汽车行业得到了广泛应用。

3CON 设备系统是高度复杂的机电一体化系统,采用了大量电子技术。这些技术包括驱动和定位技术(包括机器人技术),以及设计和控制加热元件以激活连接和层压工艺中使用的粘合剂。然而,在当时的电气规划中,设计范围远没有这么复杂,使用的是一家不太知名的制造商的产品。

为每个客户定制的 3con
这些用于层压、折边、冲孔、切割和连接内饰件的机电一体化系统非常复杂,是为每个客户量身定制的。© 3CON Anlagenbau GmbH

新的开始

有些 3CON 工厂系统的驱动力非常大,多达 20 个轴,而其他系统的输入和输出点则远远超过 500 个。一个普通 3CON 系统的电气原理图多达 1,500 页,装满了几个活页夹。"3CON 电气规划总监 Karl Oberst 说:"我们以前使用的软件只能手工处理和维护。"因此非常耗时,而且容易出错。

由于以前使用的 CAD 系统已日益达到极限,3CON 投资购买了全新的电气工程设计软件。为了涵盖工厂系统内的所有子任务,而无需处理不连续性问题,该公司决定采用 Eplan Platform,包括用于电气设计的工具 Eplan Electric P8 和用于三维面板构建和控制柜工程的工具 Eplan Pro Panel

没有从以前使用的 CAD 系统中转移数据。现在,当必须创建新的系统组件时,总是使用 Eplan。这样,随着公司的旧库存逐渐被取代,就不会在转换上浪费时间了。

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自 2015 年更换以来,内部控制柜的建造一直根据 Eplan Electric P8 和 Eplane Pro Panel 提供的完整计划进行。© 彼得-坎普特纳

快一倍

Eplan的所有产品都使用通用数据库,始终保证整个系统所有部分的所有数据关系的一致性。这意味着系统可以考虑到所有依赖关系。例如,在规划的一个方面(即原理图)中添加或删除一个选项,会自动影响所有其他子规划,如端子图或控制柜布局。

电气设计人员可以完全依赖该软件,而不必像以前那样反复检查和复制所有子平面图中的每一个变化。这样一来,后续的评估和报告运行(以及其他工作)就大大缩短了六名电气设计人员完成工作所需的时间。从 Eplan Data Portal 获取的组件现成数据集的使用以及使用热设计集成来设计冷却系统也是如此。

"我们以前使用的软件需要一周时间才能完成的项目,现在只需两到三天就能完成,"Oberst 说。"这是对我们竞争力的宝贵贡献,而这在很大程度上要归功于 3CON 能够极其迅速地响应客户的个性化要求。

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用 Eplan eVIEW 的交互式显示屏取代以前打印在纸上的设计图,可确保只使用最新的经批准的设计图。这样还可以通过红线进行反馈。彼得-坎普特纳

加快生产

除了节省时间和避免电气工程设计中的错误外,3CON 的软件转换还为其面板制造和控制柜生产带来了优势。"Eplan Software & Service 北南蒂罗尔州和福拉尔贝格州区域销售总监 Alexander Schmid 工程师说:"Eplan Platform 的现有产品可以创建控制柜的完整数字孪生系统。"这为大大加快制造流程奠定了基础。

甚至在车间开始第一步工作之前,就能通过三维视图对整个产品进行审查和验证,这有助于加快生产流程。在全公司范围内使用 Eplan 云及其应用程序(包括 eView 和 eManage)也大大简化了生产。这些基于云的软件系统可用于协作共享电气工程项目的数据并对其进行评论。

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控制柜装配技术人员不再需要处理令人烦恼的纸堆,而是可以依靠附近的监视器,从而更轻松地全面了解当前的项目状态。© 彼得-坎普特纳

可靠的互动流程

Eplan eVIEW 荣获 2020 年自动化奖,提高了 3CON 的面板制造和控制柜工程的过程安全性。正如 Oberst 解释的那样:"控制柜装配技术人员不再需要一大堆烦人的文件,他们可以在触手可及的显示器上轻松找到所需的内容,并对当前的项目状态有一个全面的了解。此外,他们还能确保控制柜的组装、布线和安装是基于最新的、经过批准的计划。

这消除了一个众所周知的错误源,并减少了修正所花费的时间。重新划线的可能性简化了向设计部门提供反馈的过程,例如,作为持续改进过程的一部分,可采取建设性措施促进可制造性。

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© 3CON Anlagenbau GmbH

改善部门间合作

简化和稳定价值链的另一个重要贡献是将技术软件与 3CON 的 ERP 软件直接连接起来。这样就可以导出机电一体化物料清单,而不必再绕道 Excel 文件。

未来,公司还计划使用Eplan Electric P8 包元素 Select Plus,其具有 PLC 功能,并与 PLC 软件的开发环境西门子 TIA 门户和西门子 TIA 选择工具集成。此外,还在准备引入 Eplan Engineering Configuration,用于自动生成工程数据和文档,包括原理图、三维控制柜布局以及基于变量配置器数据的技术文档。

自动处理

3CON公司使用剥线机和压接机支持其生产工艺已有一段时间。但直到最近,控制柜的安装板、外壳部件和门的机械加工仍是手工完成的。"我们的控制柜装配工使用手钻和曲线锯来完成这项工作,"Oberst 说。"这项工作非常辛苦和乏味,因此极不受欢迎,也很难保证质量。

2021 年,作为新控制柜生产设施建设的一部分,3CON 购买了一台数控钣金加工中心,在提高生产效率方面迈出了重要一步。这台机器是威图公司生产的 Perforex BC 1007 HS。

钻铣床为控制柜的安装板、外壳部件和门提供所需的孔、螺纹、切口和雕刻,所有这些都是全自动的。"钣金部件的自动化机械加工是基于 Eplan 程序数字孪生的价值链的合理延续,"威图公司奥地利西部技术销售托马斯-鲍尔说。"Perforex BC 1007 HS 直接从三维控制柜构造工具 Eplan Pro Panel 中获取所有相关数据,并将其转换为相应的 NC 程序。

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3CON 购买了威图公司生产的数控钣金加工设备 Perforex BC 1007 HS,在提高生产效率方面实现了重大飞跃。彼得-坎普特纳

质量更高,成本更低

除了大大加快制造流程外,钣金部件的全自动加工还保证了始终如一的高质量。"Oberst 说:"使用 Perforex BC 1007 HS,我们节省了约 60% 的加工时间,因此我们预计三年内就能收回投资成本。"此外,我们还受益于可复制的质量,电缆管道平直,切口无毛刺,角度完美。

用户接受的速度也非常快,不仅因为加工中心省去了不常用的工作步骤,而且因为无纸化生产。Oberst 说:"我们的员工很快就学会了欣赏缩短的搜索时间和消除众所周知的错误源。仅仅几周后,即使是最怀疑的人也不想再回到纸上设计了。

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根据三维控制柜工程软件 Eplan Pro Panel 提供的控制柜数字孪生图,Perforex 钻铣床提供了控制柜的安装板、外壳部件和门。© 彼得-坎普特纳

用户

3CON于1998年在德国奥伯道夫成立,目前在奥地利蒂罗尔州埃布斯开发和生产用于制造汽车内饰(包括门板、扶手、驾驶舱等)的创新工具和设备系统。公司在五个国家拥有约 600 名员工,其中包括 25 名实习生,年收入超过 8000 万欧元,是为汽车行业及其供应商设计和制造专用机床的全球市场领导者之一。