Mit digitaler Technik zur nachhaltigen Zerspanung

Smart Service: Die Zustandserfassung von Zerspanungswerkzeugen mithilfe von Sensoren ermöglicht eine vorbeugende Instandhaltung der Werkzeuge und den damit verbundenen Service. Benz Werkzeugsysteme

Smart Service ist für Benz Werkzeugsysteme aus dem badischen Haslach das Zauberwort, um Dienstleistungen und Produkte reif für Industrie 4.0 beziehungsweise IoT-ready zu machen. Darunter versteht der Werkzeughersteller ein Gesamtservice-Konzept, bei dem immer mehr Sensormessdaten zur einer vorbeugenden Instandhaltung der Werkzeuge beitragen.

Im Prinzip kein Problem, aber wenn die Sensoren auf beweglichen oder rotierenden Teilen befestigt werden müssen, dann müssen die Sensoren auch eine dauerhafte Stromversorgung haben. Schleifkontakte oder Batterien sind jedenfalls keine akzeptable Lösung. Der Strom muss daher aus naheliegenden Energiequellen gewonnen werden, etwa der Umgebungswärme, aus Vibrationen einer Antriebswelle oder Luftströmungen, um die Sensoren samt ihrer Datenfunk-Elektronik mit Strom zu versorgen.

Der nachhaltige Effekt liegt bei diesem Smart Service darin, dass die Werkzeuge durch vorbeugende Wartungsintervalle länger halten. Wenn nämlich der Werkzeugzustand dank der Zustandsüberwachung bekannt ist, dann lassen sich mit diesen Kennwerten Regelkreise aufsetzen, die die Standzeit der Werkzeuge erhöhen. Wie sich die Digitalisierung in der Praxis auf Anwendungen auswirkt, demonstrieren die Badener in Hannover unter anderem an dem neu entwickelten Spindelreihenmagazin Benz Hybrix und der Stoßaggregate-Familie LinA, die nun IoT-ready sind.

Zustandserfassung bei Fräswerkzeugen mit digitalen Zwillingen

Bei dem Maschinen- und Messtechnik-Hersteller Klingelnberg aus Hückeswagen sorgt die Plattform GearEngine für die Verzahnungsproduktion für mehr Nachhaltigkeit, sprich Kosteneinsparungen. Sie dient als zentrale Sammelstelle von Produktionsdaten und Schnittstelle zwischen Produktions- und

Unternehmensebene. Mit ihr können die Betreiber der Werkzeugmaschinen software-basierte Datendienste nutzen, die die Werkzeug-Effizienz erhöhen. 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 dagegen Werkzeuge und Vorrichtungen für Kegelrad-Fräsmaschinen mit Hilfe von Data Matrix-Codes identifizieren und in einer Datenbank zentral verwalten. „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“, erklärt Daniel Meuris, Leiter Digitalisierung und Virtualisierung bei dem Werkzeugmaschinenhersteller.

Mit schnellerer Messtechnik zur produktionsnahen Qualitätsprüfung

Mithilfe der Digitalisierung wird die messtechnische Qualitätsprüfung häufig schneller, sodass die früher produktionsbegleitenden Stichproben-Prüfungen näher an oder sogar in die Produktion wandern, beobachtet Prof. Heiko Wenzel-Schinzer, Geschäftsführer und Chief Digital Officer des Messtechnik-Herstellers Wenzel Group aus 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 wandere, sei es unabdingbar, dass die Ausfallzeiten der Prüfmaschinen gegen Null gehen. Daher biete der Messtechnik-Hersteller zusätzliche Lösungen an, um Probleme an den Maschinen bereits sehr frühzeitig zu entdecken und zu korrigieren. Das erhöht die Lebensdauer der Produktionstechnik und macht sie nachhaltiger. Und vor allem:  „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 die Wenzel Group den EMO-Besuchern an ihrem Messestand.

Werkzeugdaten optimieren Teile-Fertigung

Wie sich mit Werkzeugdaten von Spritzgießmaschinen die eigene Fertigung optimieren lässt, will Dr. Raphael Rohde, Mitarbeiter im Technology Development der Business Unit Tools and Parts von Phoenix Contact aus Blomberg, auf dem Technologieforum der EMO Hannover zeigen. Der Hersteller von Verbindungs- und Automatisierungstechnik vernetzt seine Spritzgieß-Werkzeuge mit Hilfe der Datenerfassung über RFID-Technik 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 beziehungsweise Folgefehler können auf diese Weise auf ein Minimum reduziert werden und tragen so zur Nachhaltigkeit in der Produktion bei.“