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METAV Blog

Industrie 4.0-Komponenten verändern Werkzeugmaschinen und deren Umfeld

Januar 2020
09
Autor: vdw_schuetz
Firma: Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken e.V.
Industrie 4.0-Komponenten verändern Werkzeugmaschinen und deren Umfeld

Das erste „mav Innovationsforum Düsseldorf“ findet am 12. März 2020 mit Unterstützung des VDW (Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken) im Rahmen der METAV 2020 statt. Das Event im Kongresscenter Düsseldorf ist angelehnt an die bereits seit vielen Jahren erfolgreiche Veranstaltung in Böblingen. Angesprochen sind neben Maschinenherstellern und Werkzeugspezialisten auch Automationsexperten sowie Anwender in der additiven Fertigung.

 

Das Forum nutzt Synergien und bietet hierfür eine entsprechende Diskussionsplattform. Ziel ist, eine Brücke zwischen Theorie (Forum) und Praxis (Messe) zu schlagen sowie Innovationen breit in den Markt zu tragen. Teilnehmer geben hier bereits erste Einblicke.

 

Internet of Things bringt Innovationsschub

„Manufacturing Execution Systems haben mittlerweile viele Altlasten im Gepäck. Sie müssen sich im Industrie 4.0-Zeitalter zu Manufacturing Operations Management-Lösungen entwickeln – die Erweiterung eines MES in Richtung Internet of Things“, ist Johann Hofmann von der Maschinenfabrik Reinhausen mit Sitz in Regensburg überzeugt. Hierbei geht es auch darum, von „Execution“ (Ausführung und Steuerung) zu „Produktionsoptimierung durch Regelung“ zu kommen. Manufacturing Operations Management (MOM) legt den Schwerpunkt auf die Digitalisierung von Prozessen und Informationen, um sowohl Effizienz als auch Transparenz zu steigern.

 

Folgende Erkenntnisse aus MES/MOM-Arbeitskreisen werden auf der METAV 2020 vorgestellt: Alle Hersteller vernetzungsfähiger Produkte (Assets) einigen sich auf

 

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

 

Unter dieser Prämisse entstehen einheitliche OPC UA-Parametersätze, die die fachspezifischen Rahmenbedingungen abdecken. Hieraus resultieren I4.0-Komponenten (Assets + Verwaltungsschale) – und darauf aufbauend kann MOM es schaffen, dass „Plug and Produce“ zum Laufen kommt. Als einfaches Beispiel lässt sich die heutige, inzwischen selbständige Druckerinstallation („Plug and Play“) im Consumer-Bereich nennen. „Das erwarte ich mittelfristig auch von den Werkzeugmaschinen“, so Industrie 4.0-Experte Hofmann, „und auf der METAV 2020 werden sich hoffentlich erste Ansätze offenbaren. 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.

 

 Kunden mit neuen Komplettlösungen unterstützen

Die so genannten Consumer Electronics werden stetig 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 JAT – Jenaer Antriebstechnik GmbH. Als Systemhaus werden Kunden von Beginn an umfänglich beraten, um ihnen eine genau passende Komplettlösung – von der Mechatronik bis zum Servoverstärker – zu liefern. „Eine neue Rundtischserie, die wir auch auf dem Innovationsforum Düsseldorf im Rahmen der METAV 2020 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 über 500.000 Inkrementen pro Umdrehung, um stets hochpräzise positionieren zu können. Die Servoverstärker aus dem hauseigenen Regal liefert JAT gleich 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 hiermit 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.

 

Maschinenverkettung 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 etc., treffen jetzt auch auf unsere neue Vierachs-Roboter-Baureihe zu. Damit bieten wir erstmals horizontale Gelenkarmroboter, so genannte Scara-Roboter selbst für anspruchsvolle Aufgaben in der Maschinenautomation an.“ Die aktuellen Scaras sind auch in spritzwassergeschützter Humid Environment (HE)-Ausführung erhältlich – ein Vorteil, wenn die Roboter beispielsweise mit Kühlschmierstoffen in Kontakt kommen.

 

Dass die Zukunft der Maschinenautomation bereits heute Realität sein kann, beweist das jetzt serienreife Mobilrobotersystem des Anbieters. 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. Auf dem Innovationsforum Düsseldorf 2020 liefern die Automationsexperten weitere Informationen dazu direkt aus erster Hand.

  

Drei Fragen an die Wissenschaft

Beim Innovationsforum finden parallele Vortragssessions zu unterschiedlichen Themenschwerpunkten statt: von Werkzeugmaschinen und Werkzeugen über Robotik, Automation und Software bis hin zu Maschinenelementen sowie additive Fertigung. Keynote-Sprecher Prof. Dirk Biermann, Leiter des Instituts für Spanende Fertigung (ISF) an der TU Dortmund und Mitglied der WGP (Wissenschaftlichen Gesellschaft für Produktionstechnik), eröffnet die Veranstaltung.

 

  • Professor Biermann, mit welchen Highlights rechnen Sie auf der METAV 2020?

Auf der Fachmesse für Metallbearbeitung in Düsseldorf sehen die Besucher sicherlich neben aktuellen Innovationen bei den Werkzeugmaschinen zunehmend Entwicklungen für die gesamte Prozesskette und zur Produktionsorganisation sowie neue Digitalisierungslösungen. Gerade die Vernetzung von Menschen, Maschinen und Unternehmen ist wesentlich zur übergeordneten Steigerung der Produktivität und Nachhaltigkeit. Speziell zu den besonderen Herausforderungen bezüglich effizienter Konnektivität und Datensicherheit werden auf der METAV 2020 hierzu aktuelle Lösungen vorgestellt.

 

  • Wie sehen aktuelle Innovationen an der TU Dortmund aus?

Die steil ansteigende Dynamik und Intensität von Umfeldveränderungen zwingt Unternehmen immer häufiger, ihre Produktions- und Fabriksysteme schnell und effizient anzupassen. Entscheidende Wettbewerbsfaktoren sind hierbei die Anpassungs- bzw. Reaktionszeit sowie die Effizienz der Anpassungsmaßnahmen. Hierzu bieten wir an der TU Dortmund das Graduiertenkolleg 2193 Anpassungsintelligenz von Fabriken im dynamischen und komplexen Umfeld. Dies ist ein durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft gefördertes koordiniertes Promotionsprogramm zur Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses im Themenfeld der interdisziplinären Fabrikanpassungsplanung.

 

  • Wie schätzen Sie die künftigen Entwicklungen ein?

Der Blick in die Zukunft ist aktuell schwierig, da sich wichtige Branchen wie die Automobilindustrie in einem bisher einzigartigen Wandel befinden und sich darüber hinaus weltpolitische Rahmenbedingungen nur schwierig einschätzen lassen. Ich hoffe sehr, dass wir auch zukünftig die Forschung und Entwicklung gerade für den wichtigen Mobilitätssektor weiter technologieoffen betreiben können. Darüber hinaus besitzen die zunehmende Digitalisierung und der geeignete Einsatz von Methoden der künstlichen Intelligenz auch branchenübergreifend großes Potenzial für zukunftsweisende Innovationen.

 

Erstellt von daxTR

(Umfang Fließtext: rund 8580 Zeichen inkl. Leerzeichen)

 

Alle Pressemeldungen und Fachartikel der METAV 2020 finden Sie hier.

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