Können industrielle Prozesse gleichzeitig digital und nachhaltig sein? Jemand, der sich mit diesem Thema noch nicht auseinandergesetzt hat, würde diese Frage vermutlich mit einem Nein beantworten. Doch das VDMA-Technologieforum auf der EMO Hannover beweist das Gegenteil: Sinnvoll und clever angewandt, könne Digitalisierung die Nachhaltigkeit sogar steigern. Vier teilnehmende Firmen tragen laut eigener Aussage mit ihren digitalen Lösungen dazu bei, dass Werkzeuge nachhaltiger hergestellt werden oder dass sich mit ihnen nachhaltiger zerspanen lässt.
Nikolaus Fecht, Journalist aus Gelsenkirchen
Smart Service ist für Konrad Keck, Vertriebsleiter DACH der Benz Werkzeugsysteme aus Haslach im Kinzigtal das Zauberwort, um Dienstleistungen und Produkte IoT-ready zu machen. Darunter verstehen die Badener ein Gesamtservice-Konzept, bei dem immer mehr digitale Informationen – etwa von Sensoren – zur vorbeugenden Service-Abwicklung beitragen. Manchmal steckt der technische Teufel dabei im Detail: So verbrauchen Sensoren oft zusätzliche Energie. Kecks Alternative: „Bei rotierenden Werkzeugen wird die Energie für das Sensorsystem mittels Energy Harvesting erzeugt und somit weitestgehend auf Batterielösungen verzichtet.“ Anwender von Energy Harvesting „ernten“ elektrische Energie aus Quellen wie Umgebungstemperatur, Vibrationen oder Luftströmungen, um so mobile Geräte oder Elektronik mit geringer Leistung zu versorgen.
Der nachhaltigste Effekt liege beim so genannten Smart Service jedoch darin, dass die Werkzeuge durch vorbeugende Wartungsintervalle länger halten. Wenn künftig Produkte dank Digitalisierung ihren Zustand kennen, lassen sich mit diesen Kennwerten Regelkreise aufsetzen, die die Standzeit der Werkzeuge erhöhen. Wie sich die Digitalisierung in der Praxis auf Anwendungen auswirkt, demonstrieret Benz in Hannover u.a. an dem neu entwickelten Spindelreihenmagazin Hybrix und der Stoßaggregate-Familie LinA, die nun IoT-ready sei.
Software-Tool erhöht die Werkzeugeffizienz
Auf der EMO Hannover 2019 präsentiert Daniel Meuris, Leiter Digitalisierung und Virtualisierung beim Werkzeugmaschinenhersteller Klingelnberg, Hückeswagen, die Plattform GearEngine für die Verzahnungsproduktion. Sie dient als Sammelstelle von Produktionsdaten und Schnittstelle zwischen Produktions- und Unternehmensebene. Die Plattform erlaube es dem Betreiber von Werkzeugmaschinen des Herstellers, softwarebasierte Datendienste auf einfache Art und Weise einzusetzen.
Als Schlüssel zur nachhaltigen Zerspanung bezeichnet Meuris die Werkzeugeffizienz. Ein Beispiel ist die Kegelradfertigung, bei der sich die Effizienz bisher wegen der dort eingesetzten Spezialwerkzeuge und mangelnder Daten nicht analysieren ließ. Das neue SmartTooling-System kann Werkzeuge und Vorrichtungen für Kegelrad-Fräsmaschinen mithilfe von Data Matrix Codes identifizieren und in einer Datenbank zentral verwalten. Meuris: „Die Produktionsmittel werden durch einen digitalen Zwilling beliebig genau beschrieben und liegen in einer zentralen Datenbank vor, die während und nach der Verzahnung mit Produktionsdaten erweitert wird.“ Wie das in der Praxis funktioniert, führt Klingelnberg in Hannover beim Einsatz an der Maschine vor.
Wie sich mit Werkzeugdaten die Fertigung optimieren lasse, beschreibt Dr. Raphael Rohde, Mitarbeiter im Technology Development der Business Unit Tools and Parts von Phoenix Contact, Blomberg, auf dem Technologieforum. Der Hersteller von Verbindungs- und Automatisierungstechnik vernetzt seine Spritzgießwerkzeuge mithilfe der Datenerfassung über RFID-Technologie sowie optische Marker. „Die Herstellungs- sowie Produktionsinformationen sind stets und umfassend verfügbar“, erklärt Rohde. „Dem Mitarbeiter und dem Kunden werden die Daten benutzerspezifisch in Form von Visualisierungsboards oder durch die Verwendung von Augmented Reality zielorientiert aufbereitet zur Verfügung gestellt. Fehlleistungen durch falsche Interpretation bzw. Folgefehler können auf diese Weise auf ein Minimum reduziert werden und tragen so zur Nachhaltigkeit in der Produktion bei.“
Messtechnik unterstützt die digitale Transformation
Die Messtechnik zieht wegen der Digitalisierung der Industrie näher an oder in die Produktion, beobachtet Prof. Heiko Wenzel-Schinzer, Geschäftsführer und Chief Digital Officer von Wenzel in Wiesthal: „Wir messen mehr, durch optische Lösungen, 5-Achsmesskopf oder spezielle Messmaschinen schneller und geben dank geschlossener Regelkreise direktes Feedback an die Bearbeitungsmaschinen.“ Wenn die Messtechnik aber in die Fertigung wandert, muss die Ausfallzeiten gegen Null gehen. Daher bietet der Messtechnik-Produzent zusätzliche Lösungen an, um Probleme an den Maschinen bereits frühzeitig zu entdecken und zu korrigieren. Das erhöhe die Lebensdauer der Produktionstechnik und mache sie nachhaltiger.
Aber auch die Messmaschinen von Wenzel seien für extrem lange Nutzlaufzeiten ausgelegt. „Auf diesem Fundament setzen wir moderne Messtechnik ein, die immer wieder modernisiert werden kann, ohne dass die komplette Maschine ausgetauscht werden muss“, so Wenzel-Schinzer. „Der geschlossene Regelkreis zwischen Messtechnik und Bearbeitungsmaschinen reduziert Ausschuss, da wir – Stichwort Prozessüberwachung – sehr frühzeitig Rückmeldungen über Fertigungsprobleme geben können.“ Wie unter diesen Aspekten das Zusammenspiel der Fertigung mit neuer Messtechnik – vom portablen Messarm bis hin zur Highspeed-Scanning-Maschine – funktioniert, zeigt Wenzel Besuchern an ihrem Stand.
Das Technologieforum der VDMA-Fachverbände Präzisionswerkzeuge sowie Mess- und Prüftechnik finden Besucher der EMO in Halle 4, Stand D39. (kk)
