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ifm electronic gmbH
Digitalisierung der Werkzeugmaschinen
Sowohl Hersteller als auch Nutzer von modernen Werkzeugmaschinen stehen vor großen Herausforderungen, wenn es um die Digitalisierung in der Fertigung geht. Wie kann das Industrial Internet of Things (IIoT) bei verschiedenen Maschinen unterschiedlicher Hersteller genutzt werden und welche Vorteile entstehen dadurch? Eine umfassende Digitalisierung der kompletten Fertigung erscheint vielen als Mammutaufgabe. Es geht aber auch Schritt für Schritt zum Beispiel mit der IIoT-Plattform moneo von ifm.
IO-Link Drucksensoren liefern Daten zur optimalen Maschinensteuerung | Foto: ifm
Industrie 4.0 und Digitalisierung steht in fast allen Unternehmen der fertigenden Industrie auf der Agenda. In metallbearbeitenden Unternehmen ist in der Regel ein großer Maschinenpark im Einsatz. Das Spektrum reicht von einfachen Dreiachs-CNC-Fräsen bis zu komplexen Sondermaschinen. Hersteller, Baujahr und Steuerungen können dabei sehr unterschiedlich sein; das gilt auch für die zur Verfügung stehenden Schnittstellen.
Retrofit in der Produktionshalle
Einen heterogenen Maschinenpark im Rahmen eines Retrofits zu digitalisieren, erscheint sehr komplex. Es ist daher vorteilhaft die Digitalisierung zunächst in einem begrenzten Bereich vorzunehmen. Ein typisches Beispiel ist die Überwachung des Druckluftverbrauchs, die praktisch immer installiert werden kann, ohne in die Maschinen eingreifen zu müssen. Die entsprechenden Drucksensoren werden einfach in die Versorgungsleitungen integriert, um die Verbräuche zu messen. Ideal geeignet sind hierfür Druckluftzähler der SD-Reihe von ifm, die Druck, Temperatur, Durchfluss und Verbrauch erfassen. Wie fast alle Sensoren von ifm verfügen diese über eine IO-Link-Schnittstelle für digitale Signalübertragung und Parametrierung. Über die IO-Link-Master können dann die Verbrauchswerte sehr einfach an übergeordnete Systeme über[1]tragen werden. Ideal geeignet ist hierfür die IIoT-Plattform moneo, in der sich sämtliche Werte in übersichtlichen Dashboards darstellen und dokumentieren lassen. Damit können dann beispielsweise Druckluftlecks frühzeitig erkannt und schnell behoben werden. Die IIoT-Plattform moneo ist dabei als universelles Tool einsetzbar, das praktisch alle Schnittstellen bedienen kann – selbstverständlich auch das in der Werkzeugmaschinen-Branche in den meisten Fällen verwendete Kommunikationsprotokoll OPC/UA.
Der große Vorteil einer solchen Lösung: Die Digitalisierung und Industrie-4.0-Konzepte können zunächst in einem beschränkten Umfang getestet werden. Da moneo komplett skalierbar ist, lassen sich solche Lösungen dann Schritt für Schritt erweitern, um die Digitalisierung voranzutreiben.
Predictive Maintenance spart Kosten und erhöht die Verfügbarkeit
Die in den Sensoren erfassten Messwerte und den daraus in moneo generierten Informationen können für viele weiterführende Anwendungen verwendet werden. Die Verbrauchserfassung von Kühl-Schmiermittel kann beispielsweise nicht nur dazu verwendet werden, die Medien in den Maschinen rechtzeitig aufzufüllen, sondern die Verbräuche können direkt an ein ERP-System angebunden werden, in dem dann rechtzeitige Bestellungen ausgelöst werden. Solche automatisierten Abläufe sparen Arbeit und somit Kosten. Auch für Wartung und Instandhaltung sind Informationen in einer IIoT-Anwendung sehr hilfreich. Mit den passenden Messwerten lassen sich beispielweise Predictive-Maintenance-Konzepte umsetzen. Fertigende Unternehmen, die Werkzeugmaschinen in eine digitalisierte Umgebung einbinden möchten, erhalten von ifm umfangreiche Unterstützung. Das Unternehmen agiert dabei nicht nur als reiner Lieferant von Sensoren sowie Hard- und Software, sondern bietet im Rahmen von Projekten auch umfassende Unterstützung beim Engineering. Zusammen mit dem Know-how der firmeneigenen Spezialisten gelingt so eine einfache und schnelle Implementation von Industrie 4.0 auf Basis von moneo.
Digitalisierung von Anfang an
Bei neuen Maschinen ist ein hoher Digitalisierungsgrad immer häufiger bereits ab Werk vorhanden. Gerade die Vernetzung verschiedener Fertigungsschritte in der Produktion ist ein Trendthema. Auch hier kann ifm als Lieferant für die Werkzeugmaschinen-Branche sein Know-how anbieten. Mit seinem Portfolio deckt der Sensorspezialist praktisch das gesamte Spektrum der in einer Werkzeugmaschine benötigten Sensoren ab.
Grenzstandüberwachung von Kühl-Schmier mittel zum Beispiel der Einsatz als Überfüllsicherung | Foto: ifm
Neben Sensoren für die Standardmessgrößen Druck, Durchfluss, Füllstand und Ab – stand sind viele weitere Komponenten und Systeme für die Branche geeignet. So eignen sich etwa die Komplettsysteme zur Schwingungsüberwachung perfekt für Messungen direkt an der Spindel. Vibrationen, die Qualitätseinbußen zur Folge haben, können so schnell erkannt und durch entsprechende Maßnahmen behoben werden. Und noch wichtiger: Die Vibrationsüberwachung kann auch gefährliche Überlast-Situationen bei der Bearbeitung sofort erkennen. Ein entsprechendes System kann die Bearbeitung innerhalb von Millisekunden unterbrechen, bevor ein teurer Schaden am Werkstück oder der Spindel entsteht.
Überwachung des Durchflusses und der Temperatur – zwei Messwerte in einem Gerät | Foto: ifm
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