Hexagons Hybridtechnologie treibt Windkraft-Innovationen bei Siemens Gamesa voran

Im Rahmen der Partnerschaft mit einem führenden Windkraftanlagenhersteller kommt nun eine Lösung für die automatisierte messtechnikgestützte Montage zum Einsatz, die Photogrammetrie, Laser-Tracker-Technologie und Robotik kombiniert.

23. Februar 2021
Eine weiß umzäunte Inspektionszelle mit Roboterarmen und Photogrammetrieausrüstung bei der Inspektion von Komponenten für Windkraftanlagen.

Hexagon Manufacturing Intelligence stellt die Inbetriebnahme einer neuen automatisierten Inspektionslösung vor – speziell ausgerichtet auf die Anforderungen übergroßer Bauteile des Windkraftanlagenherstellers Siemens Gamesa Renewable Energy. Das im Offshore-Gondelmontagewerk von Siemens Gamesa Cuxhaven in Norddeutschland in Betrieb genommene einzigartige System kombiniert die Leistungsfähigkeit von Photogrammetrie, Laser Tracking und Robotik-Automation. Es liefert im Ergebnis eine hochproduktive Lösung zur Ausrichtung der großen flexiblen Statorkomponenten von Generatoren, die in Windkraftanlagen mit Direktantrieb zum Einsatz kommen.

Das System nutzt ein kundenspezifisches 3D-Arena-Photogrammetriesystem mit vier Kameras inklusive robotergestütztem Kalibrierwerkzeug in Kombination mit einem Leica Absolute Tracker AT930 sowie einer montierten Konfiguration aus Super CatEye-Reflektoren mit Ultraweitwinkel. Es handelt sich hier um ein hervorragendes Beispiel für den wachsenden Bereich der messtechnikgestützten Montage, in dem hochgenaue Messgeräte zur Anwendung kommen. Damit ist gewährleistet, dass die Konstruktions- und Fertigungspräzision des Gesamtprodukts der seiner einzelnen Komponenten entspricht. 

„Im Rahmen dieses Projekts entwickelten wir ein neuartiges System, das bei erheblich höherer Produktivität als bislang möglich Ergebnisse innerhalb des geforderten Toleranzbereichs liefert – mit hohem Potenzial für weitere Entwicklungen”, erläutert Duncan Redgewell, Präsident, Metrology Devices bei Hexagon. „Dieses Projekt demonstriert im besten Sinne die Stärke des Hexagon-Produktportfolios. Ich bin der Ansicht, dass kein anderes Unternehmen im Bereich Fertigungsprüfung über die Messtechnik-Kenntnisse verfügt, welche für die Entwicklung eines einzigen integrierten Systems erforderlich sind, das so nahtlos Photogrammetrie und Laser-Tracker-Technologie kombiniert.”

Die 3D-Arenakameras vermessen direkt den Stator und den Montagebereich. Gleichzeitig sorgt ein Absolute Tracker mithilfe seiner umfangreichen Positionierungsfähigkeiten dafür, dass für alle Aspekte des Systems ein gemeinsamer präziser Referenzrahmen eingehalten wird. Damit lässt sich bei der Montage der bis zu 12 Meter breiten Statorpanele eine Genauigkeit von 150 Mikrometern sicherstellen. Das Konzept für die Anlage entstand in enger Zusammenarbeit zwischen dem Offshore Operations Innovation-Team bei Siemens Gamesa, den Photogrammetrie- und Laser-Tracker-Experten von Hexagon sowie dem Integrator ARGON. Der Drittanbieter entwickelte sowohl die Messsoftware als auch die Automatisierungsaspekte des Projekts auf Grundlage der Hexagon-Plattform SpatialAnalyzer .

„Teil dieses technisch inspirierenden und innovativen Projekts zu sein, ist eine großartige Erfahrung”, berichtet Geert Creemers, Gründer und Co-CEO bei ARGON. „Für das Team von Siemens Gamesa bestand eine wichtige Anforderung an dieses Projekt darin, dass Fertigungsmitarbeiter das System ohne lange und komplizierte Schulungen umfassend einsetzen können. Wir konzentrieren uns deshalb bei der Entwicklung unserer integrierten messtechnischen Lösungen darauf, dass sie sich möglichst einfach nutzen lassen. Wir nennen es das ‚Kaffeemaschinenprinzip‘. Es bildete ein zentrales Konzept bei der Entwicklung des Systems für das Team in Cuxhaven.”

Während die ursprüngliche Konstruktion der Statoren auf bis zu sechs Metern Durchmesser ausgelegt war, orientiert sich das Team von Siemens Gamesa bereits an der zukünftigen Nachfrage der Windenergiebranche nach noch größeren Systemen.

„Wir bei Siemens Gamesa zeichnen uns durch ständige Innovationen aus“, sagt Marius Fuerst-Sylvester, Kalibrierungsingenieur bei Siemens Gamesa. „Wir verbessern unsere Lösungen kontinuierlich weiter. Unsere umweltfreundliche auf Windkraft basierende Technologie hat deshalb enorme Fortschritte gemacht – sowohl in der Produktentwicklung als auch in der Fertigung unserer Windkraftanlagen. Bereits in naher Zukunft werden wir im Zuge der Erweiterung unseres Portfolios regelmäßig mit noch größeren Statoren arbeiten. Für die sichere und zuverlässige Montage größerer Komponenten bedarf es mehr als der herkömmlichen manuellen Verfahren. Von dem neuen 3D-Arena-Tracker-System von Hexagon und ARGON profitieren alle, die mit größeren Komponenten arbeiten.“

Es ist geplant das Projekt dahingehend weiterzuentwickeln, künftig die zurzeit manuell durchgeführte Anpassung der Statorsegmente durch ein vollständig automatisiertes Verfahren zu ersetzen. Damit lassen sich weitere Zeit- und Kostenersparnisse erzielen, die erheblich zur Produktivitätssteigerung dieses wichtigen Standorts für die Offshore Business Unit von Siemens Gamesa beitragen.

„Das zeitaufwändige korrekte Anpassen des Abstands zwischen den Magneten und dem Stator ist für die Effizienz der Anlage von entscheidender Bedeutung”, erklärt Benjamin Henriksen, Produktionsspezialist bei Siemens Gamesa. „Uns kam die Idee, diesen Vorgang zu automatisieren und die Produktion mit dem Einsatz von digitaler Technik einfacher sowie intelligenter zu gestalten. Lösungen wie dieses gemeinsam mit Hexagon und ARGON entwickelte System, unterstützen uns dabei, sowohl präziser als auch wesentlich produktiver zu montieren und die Fertigung bei Siemens Gamesa intelligenter zu gestalten.” 

Dieses einmalige zweijährige Projekt zur messtechnikgestützten Montage wurde in enger Zusammenarbeit zwischen den Teams von Hexagon, ARGON und dem Offshore Operations Innovation Team bei Siemens Gamesa speziell für Siemens Gamesa entwickelt. Für weiterführende Informationen zu diesem Thema setzen Sie sich bitte mit Ihrer lokalen Hexagon-Vertretung in Verbindung.

„Das Projekt ‚Flexible Fertigung von Gondeln für die Windkraftanlagen der Zukunft in Cuxhaven‘ (FLECX) wird von der Europäischen Union, dem Bundesland Niedersachsen und der NBank gefördert. FLECX erarbeitet die Grundlagen für digital gestützte und an die Komponenteneigenschaften angepasste Montageverfahren für zukünftige Offshore-Windkraftanlagen.”

Weitere Informationen: Weitere Informationen erhalten Sie unter: https://www.siemensgamesa.com/en-int/explore/innovations/research-collaboration

Über Hexagon 
Hexagon ist ein weltweit führender Anbieter von Sensor-, Software- und autonomen Lösungen. Wir nutzen Daten, um die Effizienz, Produktivität und Qualität für Anwendungen in der industriellen Fertigung und in den Bereichen Infrastruktur, Sicherheit und Mobilität zu steigern.

Mit unseren Technologien gestalten wir zunehmend stärker vernetzte und autonome Ökosysteme im urbanen Umfeld und in der Fertigung und sorgen so für Skalierbarkeit und Nachhaltigkeit in der Zukunft. 

Der Geschäftsbereich Manufacturing Intelligence von Hexagon nutzt Daten aus Design und Engineering, Fertigung und Messtechnik als Basis für Lösungen zur Optimierung von Fertigungsprozessen. 

Weitere Informationen erhalten Sie auf hexagonmi.com

Erfahren Sie mehr über Hexagon (Nasdaq Stockholm: HEXA B) unter hexagon.com. Folgen Sie uns auch auf @HexagonAB.
 
Über Siemens Gamesa Renewable Energy 

Siemens Gamesa ist ein international führender Anbieter im Windkraftsektor mit einer starken Präsenz in allen dazugehörenden Geschäftsbereichen: Offshore, Onshore und Dienstleistungen. 

Dank seiner fortschrittlichen digitalen Fähigkeiten und Kenntnisse ist das Unternehmen in der Lage, eines der umfangreichsten Produktportfolios im Windkraftsektor sowie branchenführende Service-Lösungen anzubieten, die dazu beitragen, saubere Energie günstiger und zuverlässiger zu gestalten. 

Mit weltweit mehr als 105 GW installierter Gesamtleistung produziert, installiert und wartet Siemens Gamesa sowohl Onshore- als auch Offshore-Windenergieanlagen. Der Auftragsbestand des Unternehmens umfasst 31,5 Milliarden Euro. 

Der Haupsitz des Unternehmens befindet sich in Spanien und es ist an der spanischen Börse notiert (gehandelt im Ibex-35-Index). Erfahren Sie mehr unter siemensgamesa.com