Auch Werkzeugsysteme werden immer kommunikativer

Über Industrie 4.0 – das webbasierte Vernetzen von Prozessen – wird in letzter Zeit viel geredet. Doch welche Rolle spielen dabei die Werkzeuge? „Wir werden zur EMO viele interessante Werkzeug- und Technologielösungen sehen, die solche Konzepte mit Sensorik und Aktorik vergegenständlichen“, meint Prof. Frank Barthelmä. Der Geschäftsführer der GFE – Gesellschaft für Fertigungstechnik und Entwicklung Schmalkalden e.V. ergänzt: „Der Grundgedanke, Maschinenfunktionalitäten ins Werkzeug zu integrieren, ist ja nicht ganz neu. Aber wir sind mittlerweile bei ganz anderen Dimensionen angelangt.“

Ein Beispiel dafür ist ein von GFE-Experten entwickeltes mechatronisches Werkzeug zur Rückwärtsbearbeitung großer Bohrungen, das den jeweiligen Werkzeugzustand während der Zerspanung telemetrisch erfasst und weiterleitet.

Einen Schritt weiter geht das BMBF-Verbundprojekt Sensomikrosys. Hier ist extrem kleine Sensorik entstanden, die hochdynamisch belastete Maschinen- und Werkzeugkomponenten in Echtzeit überwacht. Diese Mikrosysteme dienen unter anderem zum Messen der Kräfte in Werkzeugen und Spannsystemen. Selbst in Handwerkzeuge lassen sich derartige Sensoren integrieren.

Auf Assistenzsysteme setzt die Komet Group GmbH (Halle 4, Stand A06) aus Besigheim. Den Begriff hat Geschäftsführer Dr. Christof Bönsch bewusst der Automobilwelt entliehen. „Das Rückwärtseinparken ist für manche Menschen schwierig. Für sie gibt es Assistenzsysteme, die das Problem lösen.“ Die Idee sei nun, auch für die Zerspanung Assistenzsystemen zu entwickeln, die das Leben erleichtern. In diese Richtung weisen bereits bekannte Systeme, die Prozess überwachen oder optimieren.

Bönsch denkt jedoch weiter: Vorstellbar wäre beispielsweise ein Prozess-Fingerabdruck, der Maschinendynamik, Spindelverhalten, Zerspankräfte und Aufspann-Situation ganzheitlich erfasst und als Standardprozess definiert. Diese so genannten Fingerprints ließen sich bei Prozessabnahmen nutzen, etwa bei Produktionsverlagerungen oder bei einem Serienanlauf in der Automobilindustrie. „Wenn beispielsweise ein großes Werk in China gebaut wird, dann kommen dort Maschinen zum Einsatz, die in Deutschland mit etablierten Prozessen laufen“, meint der Komet-Chef. „Durch das Überwachen des Systems lässt sich der Fingerprint eines Prozesses herstellen und mit seiner Hilfe ein selbstlernendes Herstellverfahren verwirklichen.“ Die Werkzeugindustrie stehe hier aber noch ganz am Anfang der Entwicklung.

Ein anderes Thema betrifft das Werkzeugmanagement. Damit ist jedoch nicht das Toolmanagement gemeint, also das Verwalten und Beschaffen von Werkzeugen, sondern das durchgängige Erfassen aller relevanten Daten über den ganzen Lebenszyklus eines Werkzeugs hinweg. Einfache Scanner könnten entsprechend markierte Werkzeuge identifizieren, Sensoren die Daten erfassen und eine Datenwolke sie speichern. Bönsch hält es für möglich, in der Cloud die komplette Werkzeug-Historie inklusive aller Parameter zu hinterlegen. Komet hat bereits die Übertragung von Voreinstelldaten des Werkzeuges in das Werkzeugmanagement durch einfaches Scannen verwirklicht. Doch die Schwaben wollen viel mehr realisieren. Das Ziel ist eine Cloud mit einer großen Menge an Prozess- und Werkzeugdaten, die als Basis für eine mächtige, statistisch gut abgesicherte Wissensdatenbank dient. Noch klingt das nach Science Fiction. Erste Konturen werden jedoch schon auf der EMO sichtbar.

GFE-Chef Barthelmä gibt jedoch zu bedenken: „Die EMO wird auch zeigen, dass die Anwender neben dem Neuheitsgrad technischer Lösungen mehr denn je deren Wirtschaftlichkeit hinterfragen.“ hw