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Industrie 4.0

Lass sie reden in der Fertigung!

| Autor: Stefanie Michel

Mit der Software-Suite „Sinumerik Integrate for production“ steht Maschinenherstellern und Endkunden eine Plattform für die vertikale und horizontale Vernetzung und IT-Anbindung von Werkzeugmaschinen in der Fertigung zur Verfügung.
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Mit der Software-Suite „Sinumerik Integrate for production“ steht Maschinenherstellern und Endkunden eine Plattform für die vertikale und horizontale Vernetzung und IT-Anbindung von Werkzeugmaschinen in der Fertigung zur Verfügung. (Bild: Siemens)

Industrie 4.0 wird Realität, wenn sowohl die Produkte als auch die Produktionsmaschinen mit der übergeordneten (Fabrik-)Steuerung „sprechen“ können. Das bedeutet: Eine „Werkzeugmaschine 4.0“ muss das zu bearbeitende Produkt erfassen sowie während und nach der Fertigung Informationen weitergeben können. Hersteller zeigen, was möglich ist. Gleichzeitig sind sie auf dem Weg, sich damit selbst neu aufzustellen.

Die vernetzte, selbstoptimierende Produktion ist ein Kernelement der Vision von Industrie 4.0. Sie soll flexibel sein und individuelle Produkte in Losgröße 1 herstellen können. Doch das funktioniert nicht von heute auf morgen, es funktioniert auch nicht zwingend mit dem alten Maschinenpark, denn eine Smart Factory ist auf internetfähige Produktionsanlagen angewiesen.

Das bedeutet, dass die Fertigungsmaschinen neuen Anforderungen gerecht werden müssen. Klaus Bauer, Leiter Systementwicklung Basistechnologie bei der Trumpf Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG, bezeichnete solche eingesetzten Maschinen einmal als „Social Machines“ – was weniger mit „sozial“ sondern viel mehr mit „gesellig“, also kommunikationsfreudig, zu übersetzen ist. Die Maschine lernt sozusagen, sich mitzuteilen. Zum einen muss sie erst einmal Daten und Informationen sammeln, damit sie etwas „zu sagen“ hat. Zum anderen muss sie diese weitergeben (können) – entweder direkt an eine weitere Maschine in der Smart Factory oder an eine Datenbank, die sie auswertet.

Sensorik als Schlüssel für Big Data

Damit sind sowohl Maschinen- als auch Komponentenhersteller in der Pflicht, diese Anforderungen umzusetzen, denn das funktioniert nur mit viel Sensorik und einem firmeninternen „Internet“, in das sich alle Maschinen, Produkte und Komponenten einbinden lassen. Doch was braucht nun eine Werkzeugmaschine, um „Industrie-4.0-fähig“ zu sein? Essenziell und keine bahnbrechende Neuheit sind Sensoren, beispielsweise zur Überwachung von Schwingungen, Temperaturen oder Kräften. Diese werden schon seit einigen Jahren für das Condition Monitoring genutzt. Jetzt geht man allerdings weiter: Die Sensoren sind zunehmend in den Komponenten integriert und nehmen während der Bearbeitung Daten auf, um gegebenenfalls noch im Betrieb zu regeln.

Messen und erfassen lässt sich vieles, die Sensorik dafür ist auch vorhanden. Wie sinnvoll und wie erforderlich sie in welchem Maße ist, lässt sich heute aber noch nicht endgültig sagen. Schaeffler hat beispielsweise bei seiner „Werkzeugmaschine 4.0“, einem Dreh-Fräszentrum von DMG, ziemlich viel hineingesteckt: So wurde statt einer wälzgelagerten Vertikalachse eine hydrostatische eingesetzt, über die sich anhand von Druckmessungen während der Bearbeitung die Prozesskräfte bestimmen lassen. Über Schwingungssensoren in den Linearführungen, die Veränderungen im Schwingungsverhalten und somit Schmierstoffmangel erkennen, ist zudem eine bedarfsgerechte Schmierung möglich. Zur Kollisionserkennung wurde außerdem ein Beschleunigungssensor eingebaut, der ständig überwacht wird. Ob eine solche Hightechausstattung tatsächlich nötig ist, weiß zur Zeit niemand – auch der Endkunde nicht. Der möchte zunächst so wenig Sensorik wie möglich, aber so viel wie nötig. Diesen Mittelweg gilt es sowohl auf Seiten der Hersteller als auch auf Seiten der Kunden zu finden.

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