Theorie und Praxis
der Metallbearbeitung

Alle Hersteller vernetzungsfähiger Produkte (Assets) einigen sich auf

• eine standardisierte Verwaltungsschale pro vernetzungsfähigem Produkt und liefern diese mit aus sowie
• eine einheitliche Sprache wie OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) beziehungsweise umati.

Unter dieser Prämisse entstehen einheitliche OPC-UA-Parametersätze, die die fachspezifischen Rahmenbedingungen abdecken. Hieraus resultieren Industrie-4.0-Komponenten (Assets + Verwaltungsschale) – und darauf aufbauend kann MOM dafür sorgen, dass Plug and Produce zum Laufen kommt.

Als einfaches Beispiel lässt sich die inzwischen selbstständige Druckerinstallation (Plug and Play) im Konsumbereich nennen. „Das erwarte ich mittelfristig auch von den Werkzeugmaschinen“, so Industrie-4.0-Experte Hofmann. „Sollte es gelingen, dass alle Hersteller von Assets und insbesondere die Werkzeugmaschinenanbieter sich daran orientieren, ist ein Innovationsschub in der Softwarebranche zu erwarten. Genauso wie bei unserem eigenen Geschäftsbereich.“ Er stellt sein MOM-System für die digitale Hochleistungsfertigung vor, welches erste Verwaltungsschalen bereits integriert hat.

Komplettlösungen unterstützen

Die Geräte für so genannte Consumer Electronics werden kleiner und leistungsstärker. Infolgedessen steigen permanent die Anforderungen an mechatronische Systeme in den produzierenden Maschinen. Es gilt, Präzision und Dynamik zu verbessern.

Gleichzeitig wächst der Preisdruck durch den internationalen Wettbewerb. „In diesem Spannungsfeld stehen wir unseren Kunden mit neuen Lösungen zur Seite“, versichert Manfred Winter von der Jenaer Antriebstechnik GmbH (JAT).

„Eine neue Rundtischserie, die wir demnächst vorstellen werden, zielt exakt auf das angesprochene Spannungsfeld“, gibt Winter weitere Einblicke. Der innovative Aufbau gestattet eine flache Bauweise bei gleichzeitig hohem Drehmoment. Die Integration der Rundtische in die Applikation wird durch den geringen Bauraum maßgeblich vereinfacht, bei gesteigerter Dynamik.

Gleichzeitig bieten neue Messsysteme hohe Auflösungen von teils mehr als 500.000 Inkrementen pro Umdrehung, um stets hochpräzise positionieren zu können. Die Servoverstärker liefert JAT mit – ebenso wie die Software zur schnelleren Inbetriebnahme und Fehlervermeidung im laufenden Betrieb.

Für digitale Transparenz sorgt ein weiterer Softwarebaustein namens „transparente Maschine“: Ohne externe Sensoren lassen sich auf Verstärkerebene Daten zur Beanspruchung, Belastung und Energiebilanz sammeln. Der Maschinenbesitzer erhält damit ein einfaches Tool, um ohne zusätzlichen Programmieraufwand Maschinendaten über den Feldbus abzurufen und den Zustand seiner Anlage genau zu beurteilen. So gelingt es ihm, die Performance der Maschine langfristig zu sichern.

Mit mobilem Robotersystem

„Wir haben den Ausbau unserer Roboterbaureihen für die Maschinenbeschickung konsequent vorangetrieben“, berichtet Peter Pühringer, Division Manager bei Stäubli Robotics Bayreuth. „Unsere Sechsachser eignen sich aufgrund ihrer einzigartigen Konstruktion hervorragend für die Anforderungen in der Metallbearbeitung. Ihre Vorteile, wie geschlossene Bauweise, innenliegende Verkabelung, Anschlüsse unter dem Roboterfuß, hohe Schutzart, treffen jetzt auf unsere neue Vierachs-Roboter-Baureihe zu. Damit haben wir erstmals horizontale Gelenkarmroboter, so genannte Scara-Roboter, selbst für anspruchsvolle Aufgaben in der Maschinenautomation.“ Die aktuellen Scaras sind auch in spritzwassergeschützter Humid-Environment-Ausführung erhältlich – wenn die Roboter beispielsweise mit Kühlschmierstoffen in Kontakt kommen.

Dass die Zukunft der Maschinenautomation bereits Realität sein kann, beweist das jetzt serienreife Mobilrobotersystem von Stäubli. Es kann autonom fahren sowie navigieren und überwacht sein Umfeld permanent über drei integrierte Laserscanner. Mit einem Sechsachser ausgestattet, kann die innovative Lösung die Maschinenbeschickung und -verkettung revolutionieren.

Der Mobilroboter ist in der Lage, Werkzeuge aus dem Magazin zu holen, zur Maschine zu bringen, das Be- und Entladen von Werkzeugmaschinen zu managen und diese bei Bedarf zu verketten. Mit mehreren Mobilrobotern lässt sich die komplette Fertigung vernetzen.

Aus der Wissenschaft

Prof. Dirk Biermann, Leiter des Instituts für Spanende Fertigung (ISF) an der TU Dortmund und Mitglied der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Produktionstechnik (WGP), erläutert im Gespräch die Entwicklung bei der Digitalisierung von Prozessen und Produkten aus Sicht der Wissenschaft.