Intelligenz machte sich zunehmend in allen Ebenen der Fertigungstechnik breit. Bisher biedere Werkzeugmaschinen-Komponenten mutierten mit Hilfe integrierter Sensorik und Aktorik zu intelligenten Heinzelmännchen als Glieder innovativer Prozessketten.
So selbstverständlich wie ABS oder ESP heute im Automobilbau könnte intelligente Sensorik bald bei Planetengetrieben sein: Ausgestattet mit integrierter Intelligenz können solche Getriebe „hören, fühlen und kommunizieren“ und so den Betreiber einer Maschine jederzeit über den aktuellen Betriebszustand zuverlässig informieren. Das verheißt die „Intelligenz-Offensive“ der Igersheimer Wittenstein-Tochter Alpha Getriebebau GmbH, die spielarme Planetengetriebe jetzt auch mit intelligenter Sensorik anbietet.
Die Idee der Prozessüberwachung mit Hilfe intelligenter Antriebskomponenten basiert auf der Grundüberlegung, dass ein Getriebe die prozessnächste Standardkomponente darstellt, die zwischen Anwendung und Antrieb im Kraftfluss des Antriebsstrangs sitzt. Wobei für den Antriebstechniker zum Prozess „alles gehört, was nach dem Getriebe kommt“. Über das Getriebe laufen sämtliche mechanischen Belastungen: Querkräfte, Drehmomente, Drehzahl und Vibration sowie thermische Belastungen, Verschleiß und Spiel. Als prozessnächste Standardkomponente ist das Getriebe gezwungen, „alles mitzumachen“, in der Regel klaglos, so dass der Betreiber keinerlei Information darüber erhält, ob der Antrieb über- oder unterfordert ist. Intelligente Sensorik, so Heiko Haag, Leiter Sensortechnik Entwicklung, „macht nun bisher blinde und stumme Getriebe umfassend kommunikativ: Die Planetengetriebe Alpha IQ bieten beispielsweise dem Betreiber den unmittelbaren Direkt-Durchblick, also ein Sichtfenster zum Prozess“.
Erfolgreich realisierte Anwendungen finden sich beispielsweise bei Exzenterpressen. Hier wurde der Produktionsprozess durch Querkraftsensorik und Messung der Presskraft in Echtzeit deutlich verbessert. Eines der ersten Sensorgetriebe wurde in einer Portalfräsmaschine eingesetzt und verfügt neben Drehmomentsensorik und drei Temperatursensoren über einen eigenen Webserver zur Bereitstellung der Messdaten per TCP/IP-Verbindung.
Die Frage, welche Möglichkeiten es gibt, Know-how und Erfahrung „einzubauen“, um Bedienungsfehler auszuschließen und Maschinen intelligenter zu machen, kann auch Friedrich Kilian nicht in einem Satz beantworten. Kilian ist Geschäftsführer der Trumpf GmbH + Co. KG, Ditzingen, und als solcher verantwortlich für Zentraleinkauf sowie Forschung und Entwicklung Werkzeugmaschinen: „Es gibt verschiedene Antworten, je nachdem, ob wir allein von einer Maschine oder von einer gesamten Fertigungsstraße oder Prozesskette sprechen. Bei der Maschine selbst versuchen wir, die notwendige Erfahrung des Bedieners zu reduzieren. Basis dafür ist immer eine Zustanderfassung der Maschine.“
Neben intelligenten Komponenten an der Maschine selbst gibt es nach Kilians Einschätzung noch weiteres Optimierungspotenzial bei der kompletten Prozesskette. Wichtig sei die Überwachung mit einer übergeordneten Software „Damit können alle Maschinen- und Fertigungsaufträge geplant und gesteuert werden. Unsere Software bietet umfangreiche Kommunikationsmöglichkeiten mit PPS- und ERP-Systemen, Programmiersystemen, Maschinensteuerungen und Lagersystemen.“
Auch Mazak-Werkzeugmaschinen mit intelligenten Funktionen bestechen durch Produktivität. Diese wird dadurch erzielt, dass der Maschinenbetrieb so weit unterstützt wird, dass deutlich weniger Aufgaben auf den Bediener entfallen. Bei diesen so genannten „i-Maschinen“ gehören die intelligenten Funktionen zur Standardausstattung. Yamazaki Mazak habe je nach Maschinentyp derzeit bis zu sieben intelligente Funktionen in die Maschinensteuerung integriert.
Auch für Dr. Andreas Mootz, Geschäftsführer der Emag Salach Maschinenfabrik GmbH, gibt es eine ganze Reihe von Möglichkeiten, Maschinen intelligenter zu machen und Know-how und Erfahrung einzubauen: „Das beginnt bei Wartungsplänen, die auf der Maschine hinterlegt sind und automatisiert Wartungsalarmsignale oder Wartungsanforderungen absetzen. Wir treiben viel Aufwand, um beispielsweise über zugeschnittene Bildschirmmasken eine eher anwenderorientierte Sicht mit einfachen, klaren Informationen und Eingaben auf das Fertigungssystem zu bieten.“
Werner Möller werner.moeller@konradin.de
Intelligente Funktionen in der Steuerung
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