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Steuerungs vernetzt Fertigung und Management zum autonomen Shopfloor

Produktionssystem
Steuerungs vernetzt Fertigung und Management zum autonomen Shopfloor

Den Weg ebnen zum autonomen Shopfloor – das sollen einige der Neuheiten, die DMG Mori anlässlich seiner traditionellen Hausausstellung in Pfronten präsentierte. So soll etwa das neue Steuerungssystem Cell Controller LPS 4 alle produktionsrelevanten und betriebswirtschaftlichen Instanzen vernetzen. Aber auch bei den Automationssystemen und den Maschinen sahen die Besucher spannende Lösungen.

» Mona Willrett, Redakteurin Industrieanzeiger

Auf den ersten Blick ist der Cell Controller LPS 4 ein normales Werkzeug für die Verwaltung und Steuerung flexibel automatisierter Fertigungssysteme. Doch das neue Steuerungssystem öffnet dem Anwender auch ein Fenster in die digitale Zukunft des selbstbestimmten Shopfloors. Neben dem traditionellen Fokus als singuläre Schaltzentrale für Fertigungssysteme kann der neue Leitrechner den gesamten Fertigungsprozess bidirektional steuern, planen, regeln und überwachen. Bisher autonom agierende Bearbeitungszentren, Fertigungszellen oder ergänzende Stationen können mit seiner Hilfe zu einem virtuellen Fertigungsverbund integriert werden. Die Bearbeitungsstationen können zudem vom Leitrechner aus über fahrerlose Transportfahrzeuge (FTS) automatisch und bedarfsgerecht mit Material, Werkzeugen, Spannmitteln und Betriebsstoffen versorgt werden.

Weg zum autonomen Shopfloor

Die notwendige interoperable Anbindung des Cell Controllers an die Managementsysteme erfolgt über entsprechende Schnittstellen und eine zentrale Datendrehscheibe, in der die Datensätze gesammelt, bereitgestellt und ausgetauscht werden. Hier schließt sich der Kreis zum autonomen Shopfloor, denn über die Konnektivitätslösungen von DMG Mori verbindet sich der Cell Controller LPS 4 nahtlos mit übergeordneten Planungs- und Steuerungssystemen auf Produktions- und Unternehmensebene. Und damit wiederum steht im Ergebnis ein durchgängiges vertikales Unternehmensnetzwerk aller produktionsrelevanten und betriebswirtschaftlichen Instanzen.

Verfügbar ist der Cell Controller für die Systemangebote CPP, LPP, Matris, WH Flex. Zudem integriert er die autonomen Transportfahrzeuge des Herstellers sowie modulare Kombinationen zu einem virtuellen Fertigungsverbund.

Abbild individueller Maschinen

Doch der Cell Controller war nur eines der Highlights auf der Hausausstellung von DMG Mori in Pfronten, deren Besucher moderne CNC-Technik und wegweisende Trends erlebten. Eines der bestimmenden Themen in der Fertigungstechnik sind digitale Zwillinge. Der DMG Mori Digital Twin repräsentiert das digitale Abbild einer individuellen Werkzeugmaschine, das den Arbeitsraum mit allen Komponenten und Funktionalitäten beinhaltet.

Seine Innovationsstrategie richtet der deutsch-japanische Anbieter von Fertigungslösungen konsequent am Mehrwert für den Kunden aus. An dieser Philosophie orientiert sich auch die Entwicklungsarbeit im Bereich der digitalen Zwillinge. Deshalb berücksichtigt der Digital Twin auch die beteiligten Prozesse und Fertigungsabläufe im Arbeitsraum sowie im Umfeld der unmittelbaren Fertigung.

Jede Bearbeitung und jedes NC-Programm lässt sich simulieren. Die Programme können direkt an der virtuellen Maschine generiert und virtuell getestet sowie optimiert werden. Das digitale Einfahren der Maschine gewährleistet einen schnellen Produktionshochlauf und minimiert das Risiko eines Maschinencrashs.

Twin halbiert Schulungskosten

Doch der Digital Twin bietet dem Nutzer noch weitere Vorteile: Ohne Verlust an produktiven Maschinenstunden können Mitarbeiter realitätsnah geschult werden. Laut DMG Mori bestätigen Erfahrung aus der Praxis hohe Lernerfolge und bis zu 50 % reduzierte Schulungskosten. Noch besser fällt die Kostenbilanz aus, wenn schon vor Anlieferung einer Neumaschine die Mitarbeiter geschult und die Programme geschrieben sind.

Ein weiteres Einsatzfeld des Digital Twins ist das digitale Engineering flexibel automatisierter Fertigungssysteme. Dazu wird das System im Vorfeld komplett digital realisiert, inklusive aller Interaktionen und Steuerungsfunktionen. Daraus resultieren eine effiziente Planung von Automationslösungen, ein auf die Umgebung beim Kunden optimiertes Layout, die Integration von Peripheriegeräten oder die vereinfachte Simulation des Prozessablaufs für die gesamte Anlage.

Im Hintergrund werden zudem die verschiedenen Gewerke der Produktentstehung und die damit verbundenen Ziele – etwa hinsichtlich Terminierung, Kapazitätsauslegung oder mengenbezogener Auslegung – miteinander vernetzt und ein frühzeitiges Ineinandergreifen aller Instanzen gewährleistet. Zu den Mehrwerten, die sich mithilfe des Digital Engineering erzielen lassen, gehören:

  • eine schnellere Marktreife durch virtuelles Prototyping und Spezifikation der Technologien, Prozesse und Abläufe,
  • eine schneller Auslieferung an den Kunden durch digitales Anforderungsmanagement, virtuelle Feinabstimmung oder interaktive Abnahme,
  • entwicklungsbegleitende Schulung und Programmierung mit Simulation sorgen dafür, dass das erste Werkstück beim Kunden schneller fertig ist, und
  • ein daten- und wissensbasierter Service- ermöglicht das schnelle Optimieren der Prozesse beim Kunden.

Im Umfeld des Digital Engineering bietet DMG Mori eine zukunftsweisende Entwicklungsumgebung für die Konzeption und Umsetzung flexibel automatisierter Fertigungssysteme. Highlights sind die dynamische Virtualisierung von Maschinen, Baugruppen und Automation sowie die Simulierbarkeit aller systeminternen Prozesse und Bewegungsabläufe.

Automation als Partner der digitalen Vernetzung

Als enger Partner der digitalen Vernetzung war auch die Automatisierung eines der zentralen Themen in Pfronten. Zu den Highlights in diesem Bereich gehörten das Robotersystem Robo2Go Max, das 115 kg schwere Teile bewegen kann und für große Drehmaschinen und Dreh-Fräs-Zentren gedacht ist, das flexible Palettenhandling PH Cell 2000, das ein Transfergewicht von 2.000 kg bewältigt, das kompakte Palettenhandling PH 50 oder der kollaborative Roboter Matris light.

Mit dem Matris Light präsentierte der Maschinenbauer eine platzsparende und flexible Automation für bis zu 5 kg schwere Teile. Der kollaborative Roboter lässt sich binnen 5 min an unterschiedliche Werkzeugmaschinen anbinden. Er unterstützt dann den Bediener bei seiner Arbeit und ermöglicht das autonome Be- & Entladung von bis zu 108 Werkstücken.

Mit seiner Aufstellfläche von weniger als 1,4 m² benötigt Matris light nur etwa so viel Platz wie ein Bediener. Dank seiner Rollen lässt sich der mechanische Kollege von einer Person dort installieren, wo er gerade gebraucht wird. Konzipiert ist er für eine flexible, prozesssichere und variantenreiche Produktion unterschiedlicher Losgrößen. Außerdem können periphere Tätigkeiten wie etwa das Abblasen oder Messen eingebunden werden.

Ohne Vorkenntnisse nutzbar

Damit die Arbeit mit dem Matris Light auch für den Bediener sicher ist, verfügt die Automationslösung über Scanner, die hochsensibel reagieren und den Roboter stoppen, wenn Menschen an ihn herantreten. Sicherheitszäune sind überflüssig. Dank Plug & Play, benutzerfreundlicher Bedienoberfläche und einer automatischen Positionskorrektur (Option) können auch Anwender ohne Roboterkenntnisse das Robotersystem nutzen.

Insgesamt zeigte DMG Mori in Pfronten 14 Automationslösungen und 26 Maschinen, darunter zwei Weltpremieren – das Dreh-Fräs-Zentrum NTX 500 für die hochproduktive 6-Seiten-Komplettbearbeitung komplexer Werkstücke und die horizontalen 5-Achs-Bearbeitungszentren DMU und DMC 85 H Monoblock

Komplettbearbeitung komplexer Teile

Der Trend zu komplexeren Werkstücken erfordert vielseitige Fertigungslösungen. Mit der NTX Baureihe hat DMG Mori Dreh-Fräs-Komplettbearbeitungszentren im Sortiment, die beispielsweise in der Medizintechnik eine produktive Fertigung von Knochenplatten oder Implantaten ermöglichen. Die NTX 500, das kompakteste Modell der Baureihe, bietet einen Arbeitsraum für Werkstücke bis zu 120 mm Durchmesser und 558 mm Länge.

Die DMU H Monoblock-Baureihe setzt die Anforderungen der Kunden hinsichtlich Flexibilität, Prozesssicherheit und Automatisierbarkeit um. Die neue Baugröße DMU 85 H Monoblock richtet sich insbesondere an Anwender aus den Bereichen Maschinenbau, Werkzeug- und Formenbau, Aerospace und Semiconductor.

Kontakt:
DMG Mori Global Marketing GmbH
Antoniusstr. 14
73249 Wernau
Tel: +49 7153 934–0
info@dmgMori.com
www.dmgMori.com

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