Neben dem Gros an Ausstellern, die Werkzeugmaschinen zur Metallbearbeitung anbieten, gibt es auf der EMO auch eine ganze Reihe von Komponenten-Anbietern, etwa aus der Antriebs- und Steuerungstechnik. Deutsche Messe

Neben dem Gros an Ausstellern, den Werkzeugmaschinenbauern, gibt es auf der EMO auch eine ganze Reihe von Ausrüstern für die Maschinenbauer, etwa aus der Antriebs- und Steuerungstechnik. Deutsche Messe

Die EMO-Veranstalter, vor allem der Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken (VDW), gehen davon aus, dass die Messe wichtige Impulse für die Umsetzung von Industrie-4.0- beziehungsweise IoT-Konzepten geben wird. „In der Werkzeugmaschine haben wir die Digitalisierung schon lange realisiert“, sagt Carl Martin Welcker, Generalkommissar der EMO Hannover und VDMA-Präsident. „Digitale Abbildungen beispielsweise für Simulationen sind ebenfalls schon länger möglich.“ Unter dem Stichwort Industrie 4.0 gehe es nun um die Vernetzung der gesamten Prozess- beziehungsweise der kompletten Wertschöpfungskette.

Den Stand der Dinge sieht Prof. Dr.-Ing. Frank Barthelmä, Geschäftsführer und Institutsleiter der Gesellschaft für Fertigungstechnik und Entwicklung Schmalkalden (GFE), so: Ohne mehr Offenheit in der Werkzeugindustrie und in den Anwenderbranchen geht die digitale Industrie 4.0-Rechnung vor allem bei kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) nicht auf. Nach seiner Einschätzung übt Industrie 4.0 in zweifacher Hinsicht einen Einfluss auf die Prozesskette aus: „Zum einen technisch-technologisch und zum anderen auf den sich daran entlang ziehenden Datenfluss. Wenn beides perfekt zusammenwirkt, erhalten wir ein Musterbeispiel für Industrie 4.0. Das gilt in Bezug auf Qualität und Störgrößen, aber auch zunehmend für vorhersagbare Parameter wie zum Beispiel Standwege und Standzeiten der Werkzeuge, erreichbare Oberflächengüten sowie für Wartungsintervalle von Maschinen und Anlagen. Im Idealfall erhält der Anwender alle wichtigen Informationen über sämtliche prozessbegleitende Faktoren. Hinzu kommt, dass alle erhältlichen Daten nun in Echtzeit aufgenommen, ausgewertet und Regelkreise aufgebaut werden können, um so dank einer transparenten Zerspanung die Effizienz der Prozesse und die Qualität der Produkte zu steigern.“

"Die wichtigste Aufgabenstellung für Hersteller und Anwender von Werkzeugmaschinen ergibt sich aus der Digitalisierung", erklärt EMO-Generalkommissar und VDMA-Präsident Carl Martin Welcker.

„Die wichtigste Aufgabenstellung für Hersteller und Anwender von Werkzeugmaschinen ergibt sich aus der Digitalisierung“, erklärt EMO-Generalkommissar und VDMA-Präsident Carl Martin Welcker. Deutsche Messe

„In Sachen Industrie 4.0 befinden wir uns kontinuierlich in der Weiterentwicklung“ erläutert Klaus Eberts vom Werkzeugmaschinenbauer Grob-Werke. „Einen Großteil der Entwicklung übernimmt die interne Industrie 4.0-Abteilung.“ Bereits entwickelte Produkte wie ‚Grob4Analyze‘ oder ‚Grob4Pilot‘ dienen zur Produktions- und zur Verfügbarkeitssteigerung. Die nächsten Projekte, die sich mit machine learning, virtuellen Welten sowie Energieeffizienz und Ressourcenschonung beschäftigen werden, sind bereits in Planung. Für Kunden und weitere Partner hat Grob-Werke eine eigene Software namens ‚Grob-Net4Industry‘ mit zehn einzelnen Modulen entwickelt, die Produktionsanlagen digitalisiert und vernetzt. Aber nicht nur die Technik, sondern auch die Ergonomie spielt bei Industrie 4.0 eine wichtige Rolle. Grob stellt dazu das HMI-Bedienkonzept ‚Grob4Pilot‘ vor. Eine multifunktionale Bedieneroberfläche und die Unterstützung spezifischer Applikationen ermöglichen eine papierlose Produktion sowie eine ergonomische und intuitive Maschinenbedienung.

Das Industrie-4.0-Konzept beeinflusst Maschinen und Prozesse – und damit auch die Werkzeuge, etwa bei der Zerspanung. Für Niklas Kramer vom Werkzeughersteller Sandvik Coromant gibt es dafür drei Gründe: „Industrie 4.0 rückt erstens den Fokus auf die wertschöpfenden Prozesse, da ressourcenfressende Tätigkeiten rund um die eigentliche Produktion hoffentlich durch I4.0 zunehmend automatisierbar werden. Zweitens ist die Zerspanung ein sehr erfahrungsbasiertes Feld. Je mehr es uns gelingt, datenbasiert oder auch mit statistischen Methoden Einblicke zu gewinnen, umso besser können wir Zerspanungsprozesse auslegen und optimieren.“ Außerdem zeige die Branche – so Punkt drei – heute eine große Lücke zwischen Zerspanungsforschung und der praktischen Anwendung. Da helfe schon ein kleines Plus an Systemintelligenz, sei es nun eine I4.0-Maschine oder zum Beispiel ein Prozessüberwachungssystem, um schneller bessere Entscheidungen zu treffen und frühzeitiger Abweichungen zu erkennen. Laut Kramer fokussiert sein Unternehmen bei Industrie 4.0 generell auf das schnelle Reagieren auf Basis einfach aufbereiteter Daten.

Ähnliche Entwicklungen zeichnen sich in Tübingen bei der Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn ab:  „Künftig werden Werkzeugdaten über den gesamten Lebenszyklus erfasst“, meint Markus Kannwischer, Leiter Technik und Mitglied der Geschäftsleitung. „Das betrifft insbesondere Werkzeuge, die nachgeschärft oder nachbestückt werden.“ In diesen Fällen sollen dann alle relevanten Geometriedaten in die Cloud wandern; die Werkzeugbegleitkarte sei dann überflüssig. Auch die Werkzeuge wandeln sich. Im Kommen sei Sensorik, die im Werkzeug im Bereich der Schneide Messgrößen erfassen, verarbeiten und senden. Aus diesen Daten sollen dann Algorithmen Rückschlüsse auf Bearbeitungsparameter ziehen und die Steuerungen entsprechend regeln. Kannwischer: „Im Idealfall müssen keine Vorschub- und Zustellwerte mehr in die Steuerung eingegeben werden, sondern das Werkzeug sendet permanent Informationen zum Zustand; die Steuerung regelt entsprechend.“

Forum ‚Innovative Lösungen für Industrie 4.0‘

„Ohne mehr Offenheit in der Werkzeugindustrie und in den Anwenderbranchen geht die digitale Industrie 4.0-Rechnung vor allem bei kleinen und mittleren Unternehmen nicht auf“, sagt Prof. Dr.-Ing. Frank Barthelmä, Geschäftsführer und Institutsleiter der Gesellschaft für Fertigungstechnik und Entwicklung Schmalkalden.

„Ohne mehr Offenheit in der Werkzeugindustrie und in den Anwenderbranchen geht die digitale Industrie 4.0-Rechnung vor allem bei kleinen und mittleren Unternehmen nicht auf“, sagt Prof. Dr.-Ing. Frank Barthelmä, Geschäftsführer und Institutsleiter der Gesellschaft für Fertigungstechnik und Entwicklung Schmalkalden. GFE Schmalkalden

Wie sich mit Sensorik in Werkzeugen und Werkzeugaufnahmen schwingungsstabile Zerspanungsprozesse gestalten lassen, hat das EU-Projekt „Dyna-Tool – Effizienzsteigerung in der spanenden Bearbeitung“ gezeigt. Die GFE Schmalkalden hat hierfür im Rahmen des Projektes ein sensorintegriertes Werkzeug für die Hartbearbeitung entwickelt, das durch die direkte Einbindung in die Maschinensteuerung eine Regelung des Prozesses in nahezu Echtzeit ermöglicht, berichtet Prof. Barthelmä: „Dem Dyna-Tool-Konsortium gelang es, mehr Transparenz in den Zerspanungsprozess zu bringen, so dass sich der Zerspanungsprozess schwingungsarm in vorgegebenen Grenzen halten lässt, gleichzeitig jedoch an die Leistungsgrenze gehen kann. Außerdem untersuchen wir aktuell die Integration hochauflösender Messtechnik in das Werkzeug inklusive Anbindung an die Steuerung, um darüber einen Echtzeit-Regelkreis aufzubauen.“

Mehr über dieses und weitere Projekte erfahren Interessenten auf dem Forum ‚Innovative Lösungen für Industrie 4.0‘ vom 19. bis 21. September auf der EMO, veranstaltet von den VDMA-Fachverbänden Mess- und Prüftechnik sowie Präzisionswerkzeuge.  Mitgliedsunternehmen und Partner aus der Forschung kommen in 30 kurzen Vorträgen zu Wort. Die Veranstaltung auf dem VDMA-Stand informiert unter anderem über intelligente Spannsysteme und darüber, wie durch Vernetzung von Werkzeugen und Software Fertigungsprozesse simuliert, Werkzeuglebenszyklen überwacht und Kosten gesenkt werden. Es wird vor Ort verdeutlicht, wie die selbstüberwachende Werkzeugmaschine die Qualitätssicherungsprozesse unterstützt oder was eine automatisierte Messzelle im Produktionsprozess mit Industrie 4.0 leistet. Beiträge aus den Unternehmen bieten einen Einblick zu hochentwickelter Messtechnik und Präzisionswerkzeugen für anspruchsvolle Aufgaben. Über die Vorteile standardisierter Werkzeugdaten für Simulation, Werkzeugverwaltung und -voreinstellung wird ebenso referiert wie über die Forschung der Hochschulen.

Im dem VDMA-Forum treten folgende Unternehmen und Hochschulen auf: Cimsource, Diatest, Emuge, Etalon, Fagor Automation, Fraisa, Gühring, Haimer-Microset, Hainbuch, Iscar, Kelch, Mahr, Mimatic, Oberndorfer Präzisions-Werk, OSG, Römheld, Sandvik, Tekon Prüftechnik, pro-micron, Vargus, Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie Aachen, GFE-Schmalkalden, Hochschule Bremen, TU Dortmund, Universität Bayreuth.

Symposium ‚Production for Tomorrow‘ von VDMA und WGP

Auf der diesjährigen EMO gibt es – am 21. September – erstmals ein Forschungssymposium, auf dem in sieben Vorträgen neueste wissenschaftliche Entwicklungen in der Maschinentechnik und bei Fertigungsprozessen präsentiert werden. Der VDW organisiert es gemeinsam mit der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Produktionstechnik (WGP). Im Fokus stehen besonders die Messtechnik, Antriebstechnik oder auch der Laserstrahlquellen, um die die Qualität von Werkzeugmaschinen zu verbessern, erklärt Prof. Eberhard Abele, Präsident der WGP. So zeigt beispielsweise Prof. Berend Denkena vom IFW Hannover, wie die Produktion künftig durch aktive mechatronische Systeme weiterentwickelt werden kann. Die Grenzen spanender Bearbeitung von Metallen zum Beispiel liegen unter anderem in unerwünschten Schwingungen der Maschinen, so genannter Maschinendynamik und Prozessdynamik. Die Hannoveraner haben aktive intelligente Systeme entwickelt, die bisherige technische Grenzen der Achs- und Prozessdynamik erweitern. Ein weiterer Vortrag vom ISW Stuttgart widmet sich den SPS-Programmcodes von Werkzeugmaschinen. Die Steuerungssoftware wird bislang bei der virtuellen Inbetriebnahme der Maschinen von Mitarbeitern manuell getestet. Die Stuttgarter Wissenschaftler haben nun ein System entwickelt, diesen Test zu automatisieren. Dadurch wird er sowohl zuverlässiger als auch zeiteffizienter, da in gleicher Zeit ein weit höherer Anteil des Codes getestet werden kann.

Weitere Veranstaltungen auf der Messe

Als Innovationsforum präsentiert die EMO in Hannover darüber hinaus ein breites Rahmenprogramm zu wirtschaftlichen und technischen Themen. Weitere Stichworte dazu sind: additive Fertigungsverfahren, Zerspanung in der Luft- und Raumfahrtindustrie, Sicherheit von Werkzeugmaschinen, die Entwicklung der Märkte USA, Mexiko, Indien, Start-ups für die intelligente Produktion, Nachwuchswerbung und anderes mehr.