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Mittwoch, 17. Januar 2018

Messe EMO

Metallbearbeiter entdecken Prozessdaten

Von Martin Ciupek | 7. September 2017 | Ausgabe 36

Offenheit hält im Maschinenbau Einzug. Industriesteuerungen werden zu Datenlieferanten für Echtzeitanalysen. Davon profitieren Betreiber und Bediener.

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Foto: Fraunhofer IPA, Rainer Bez

Big Data bringt Impulse für den Maschinenbau. Dank kommunikationsfähiger Steuerungen behalten Bediener den Überblick.

Lange hatte sich der Werkzeugmaschinenbau in Sachen Digitalisierung und Industrie 4.0 zurückgehalten. Nun scheint die Branche mit großen Schritten vorangehen zu wollen. „Wir machen gängige Maschinensteuerungen Big-Data-fähig und können bereits vorhandene Maschinendaten in das Analysemodell integrieren“, berichtet Felix Georg Müller, Fachthemenleiter Autonome Fertigungssystemoptimierung am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) in Stuttgart. Im Vorfeld der Branchenmesse EMO, vom 18. bis 21. September in Hannover, macht er deutlich, wie damit Fehler in verketteten Prozessen in Sekundenbruchteilen erfasst und analysiert werden können. Aufgrund des extrem hohen Datenvolumens kann das laut Müller nur automatisiert erfolgen.

Genutzt werden dazu Informationen von Sensoren und smarten Kameras sowie Massendaten aus Industriesteuerungen. Erprobt wurde die Datenanalyse laut dem IPA-Forscher bereits mit den Steuerungen Beckhoff CX1020, Mitsubishi Q Series und Siemens S7-1500, Und die Erfahrungen sind positiv. „Mit unserem Tool konnten wir bei bereits hoch standardisierten Maschinen von Automobilzulieferern zwischen 6 % und 10 % Zykluszeitreduktion erzielen“, sagt er. Darüber hinaus würden Abläufe permanent überwacht, um stets im Optimum zu arbeiten.

Insbesondere bei Multifunktionsanlagen sowie stark verketteten Prozessabläufen zeigt sich der Nutzen einer kontinuierlichen Datenüberwachung zur Früherkennung von Problemen. Das wird am Beispiel eines vom Bundesministerium für Bildung und Forschung finanzierten Projekts zur Entwicklung einer Hochleistungsprozesskette in der Großserienfertigung (HLProKet) deutlich. Bei der Kombination der Verfahren Drehen und Festwalzen wird der Verzug durch den anschließenden Härteprozess bereits berücksichtigt. Dazu haben Wissenschaftler am Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) der Leibniz Universität Hannover ein Dreh-Fräszentrum mit einer Induktivhärtemaschine verknüpft. Die Geometrien werden hierfür prozessintegriert gemessen, wobei die einzelnen Verfahren aufeinander abgestimmt sind. Erkennt das System beispielsweise, dass sich ein Bauteil nach dem Härteprozess der Toleranzgrenze nähert, wird das beim nachfolgenden Bauteil direkt während der Weichbearbeitung berücksichtigt. Nach Angaben der Forscher vom IFW wird damit die Fertigungsqualität maschinenübergreifend und autonom sichergestellt.

Interessant sind solche vernetzten Lösungen nicht nur für die großen deutschen Automobilhersteller. In China baut der Schweizer Hersteller und EMO-Aussteller Starrag beispielsweise gerade eine vernetzte Produktionsanlage für Chengdu Aerospace. Die Flugzeugfabrik soll bis Sommer 2019 im Südwesten des Landes entstehen. Sechs Anlagen zur Komplettbearbeitung vom Typ Ecospeed F 2060 sollen dann die Komplettbearbeitung von Strukturbauteilen aus Aluminium übernehmen.

Gesteuert wird die Anlage von einem Leitrechner, der von Starrag eigens dafür konzipiert wurde. Das Unternehmen spricht von einem „Integrated Production System“ – kurz IPS. Laut Starrag-Chef Walter Börsch wurde das ganzheitliche Konzept inzwischen bereits mehrfach erfolgreich umgesetzt.

Die Optimierung eng verketteter Prozesse ist dabei nur ein Aspekt der Vernetzung. Werkzeugmaschinenhersteller Heller aus Nürtingen sieht außerdem Vorteile bei der Maschinenbedienung und Dienstleistungskonzepten. Das Unternehmen stellt zur EMO eine neue Bedienoberfläche für seine Maschinen vor. Die robusten Touch-Bediengeräte sind für den Einsatz am Rüstplatz konzipiert und erlauben nach Herstellerangaben eine einfache Bedienung.

Mit seiner Serviceschnittstelle will Heller Transparenz in Fertigungs- und Instandhaltungsprozesse bringen und fasst seine digitalen Dienstleistungen dafür zusammen. Beispielsweise laufen Auswertungen von Maschinendaten und Statistiken über das Servicemodul. Zustände von Achsen, Spindeln und anderen Baugruppen lassen sich damit visualisieren und Stillstandszeiten reduzieren. Um Prozesse zu verbessern und mehr Leistung aus der Anlage zu holen, haben die Nürtinger eine eigene Lösung zur Maschinenanalyse entwickelt. Von dieser können laut Heller Echtzeitdaten zeitsynchron ins Internet ausgelagert werden. Über eine externe Cloud-Plattform würden diese schließlich ausgewertet und dargestellt. Ähnliche Konzepte sind auf der Messe auch von anderen Herstellern zu erwarten.

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