Vernetzte Produktion Die Welt der IT mit der industriellen Produktion verbinden

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Die vernetzte Produktionsebene ist das Hauptziel bei der industriellen Digitalisierung. Dabei kommt es auf die Vereinbarung des technischen Know-hows aus der Welt der IT und der industriellen Produktion an. Hier bietet Millturn Technologies Lösungen.

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Vernetzte Produktion: Die WFL Prozessüberwachung iControl schützt Maschinen bei der autonomen Produkton. Dank der Überwachungsmöglichkeit erhöht sich die Sicherheit bei der Fertigung.
Vernetzte Produktion: Die WFL Prozessüberwachung iControl schützt Maschinen bei der autonomen Produkton. Dank der Überwachungsmöglichkeit erhöht sich die Sicherheit bei der Fertigung.
(Bild: WFL)

Vernetzte Werkzeugmaschinen, Werkzeuge und Roboter in einem Gesamtsystem, das zudem vollständig Transparent ist, nehmen zu. Ein stufenweises Konzept ist dabei wichtig, damit Effizienz, Produktivität und Nachhaltigkeit in der Produktion garantiert bleiben. Damit Planer von Fertigungsanlagen ist eine weitreichende Simulation notwendig. Hintergrund: Die Maschinensoftware ist zunehmend komplexer und auch die fortschreitende Modularisierung tut ihr übriges.

Solch ein Werkzeug ist die 3D-Simulationssoftware CrahsGuard Studio des Herstellers WFL connects. Mit dem Werkzeug lassen sich neue oder modifizierte CNC-Programme testen und optimieren. Das kann sowohl an einem externen Programmierplatz als auch direkt an der Maschinensteuerung erfolgen. Dank des optimierten Bearbeitungsablaufs sowie einer frühzeitigen Fehlerkorrektur lassen sich Kollisions- uns Ausschussrisiken sowie unproduktive Maschinenstunden senken.

Industrie-Steuerungen arbeiten mit Apps zusammen

Das Verifikations-Fenster bietet Funktionen zur Analyse der simulierten Werkstückgeometrie. Mithilfe der Sollgeometrie können Unter- und Übermaße anhand eines geometrischen Vergleichs festgestellt werden.
Das Verifikations-Fenster bietet Funktionen zur Analyse der simulierten Werkstückgeometrie. Mithilfe der Sollgeometrie können Unter- und Übermaße anhand eines geometrischen Vergleichs festgestellt werden.
(Bild: WFL)

Mit dem Major-Release 3 wurde ab Mitte 2019 im CrashGuard Studio eine neue Software-Technologie für die Materialabtragssimulation und -visualisierung eingeführt. Sie simuliert bei erhöhter Genauigkeit schneller und bietet zudem eine bessere optische Qualität. Optimiert ist die Software auf den Einsatz von Multicore-CPUs und GPUs. Im Juni 2021 hat der Hersteller die Produktversion 3.2.4. veröffentlicht. Sie enthält erstmals die neu entwickelten Funktionen zur Modellierung und Herstellung von Plastifizierschnecken für die Kunststoffindustrie.

Durch die Verbindung von modularisierten Maschinen über standardisierte Protokolle wie OPC UA TSN oder den Wechsel von Kabelverbindungen hin zu drahtlosen Protokollen wie 5G wird sich die IT in der Industrie verändern. Programme, die auf Industrie-Steuerungen und Cloud-Systemen laufen, werden noch enger mit Apps und Dashboards zusammenarbeiten und schließlich den Fertigung und die Verwaltung verschmelzen lassen.

Bis zu 16 zu überwachende Prozesssignale

Unterschiedliche Fertigungssysteme, Betriebsmittel, Roh- und Fertigware sowie Beschaffung und Distribution vernetzt WFL miteinander. Neben der Programmierung der Werkstücke, fließen jetzt die Simulation, Produktion sowie der rasche Service in die Thematik ein. Die so vernetzten Millturn-Maschinen können bei Bedarf Betriebs-, Werkzeug- und Prozessdaten an ein übergeordnetes Softwaresystem zur Implementierung übergeben. Wenn es gewünscht ist, werden die Daten über einfache Codes und über Bus- oder Netzwerksysteme übertragen.

Mit der Prozessüberwachung „iControl“ gibt WFL dem zukünftigen Maschinenbetreiber gleich ein ganzes Bündel an Funktionen mit. Damit ist insbesondere bei der Serienproduktion eine zuverlässige und wirtschaftliche Fertigung möglich. Maschinen und Werkzeuge werden mit maximaler Produktivität eingesetzt und der Prozess läuft stabil und zuverlässig. Das angebotene Software-Paket bietet für jede Bearbeitungssituation ein passendes Überwachungs-Tool.

Die bis zu 16 zu überwachenden Prozesssignale werden von WFL entsprechend der Maschinenausstattung werksseitig konfiguriert und auf dem Steuerungsbildschirm live angezeigt. Wichtige Prozesssignale sind die Kräfte und Drehmomente der NC-Achsen und Spindeln in Kombination mit den jeweiligen Geschwindigkeits-Istwerten, aber auch die Signale von integrierten Sensoren (Vibration, Druck, Durchfluss oder Temperatur). Diese befinden sich in Maschinenkomponenten oder in Werkzeugen und sind für verschiedenste Anwendungen nutzbar: Prozesssteuerung, -optimierung oder -überwachung.

Ein übergeordnetes Leitrechnersystem

Die fünf Ebenen der Automation: Die Maschine und eine klassische Automation befindet sich auf der Grafik auf Level 2 und mit dem Human Machine Interface (HMI) auf Level 3.
Die fünf Ebenen der Automation: Die Maschine und eine klassische Automation befindet sich auf der Grafik auf Level 2 und mit dem Human Machine Interface (HMI) auf Level 3.
(Bild: WFL)

Automatisierte und flexible Anlagen spielen in der Fertigung von Werkstücken eine entscheidende Rolle. Das Unternehmen realisiert etwa Turnkey-Anlagen mit Verkettung mehrerer Werkzeugmaschinen.

Neben den klassischen Handhabungslösungen werden die Turnkey-Projekte mit einem übergeordneten Leitrechnersystem standardmäßig ausgestattet. Es übernimmt die komplette Logik und Logistik innerhalb der vollständig autark agierenden, flexiblen Fertigungszelle. Als Schnittstelle dient dabei das ProfiNET-System, welches gleichzeitig als Protokoll fungiert. Mit diesem Netzwerk können Maschine(n) und Roboter miteinander kommunizieren.

Neben der Werkstückverfolgung und Werkzeugverwaltung werden darüber hinaus auch alle BDE-Daten (Betriebsdatenerfassung) an das kundenseitige MES-System (Manufacturing Execution System, Level 4 in der Grafik) übertragen. In diesem Fall wird Ethernet als zusätzliche Schnittstelle verwendet

Wartung und Predictive Maintenance spielen eine immer größere Rolle und sind auch bei WFL brandaktuelle Themen. Die Verknüpfung von Technologien und deren Zusammenspiel liefern eine enorme Datenbasis und ermöglichen mittlerweile verlässliche Prognosen, Fehler zu vermeiden, bevor sie überhaupt entstehen.

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