Komplexe Regelungsstrategie ermöglicht Schleifen am Prozess-Optimum

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AGTOS Gesellschaft für technische Oberflächensysteme mbH GmbH

In Data Care werden dafür die Messwerte unterschiedlicher Sensoren mit angepassten Abtastintervallen aufgezeichnet. So werden zum Beispiel Drehzahlen, Drehmomente und Prozesslasten der Feinschleifmaschinen im Millisekunden-Zeitraster abgelegt, die Temperaturen und Durchflussmengen hingegen im Sekundenraster. Für diese Form der angepassten Abtastung werden derzeit fünf unterschiedliche Abtastraten im System verwendet, so dass selbst bei kontinuierlicher Datenaufzeichnung zwei Jahre auf einer gewöhnlichen PC-Festplatte hinterlegt werden können.

Eigener PC für jede Werkzeugmaschine kommuniziert direkt mit der Maschinensteuerung

Um diese Performance in allen Anwendungsfällen gewährleisten zu können und eine ausreichende Verfügbarkeit des Systems sicherzustellen, wird für das System Data Care jede Werkzeugmaschine mit einem eigenen dedizierten PC versehen, der über eine direkte physikalische Verbindung mit der Maschinensteuerung kommuniziert (Bild 5). Auf diesem PC können bereits einfache Zeitreihenanalysen vorgenommen und die Metadaten zu den Prozessläufen gepflegt werden. Diese Metadaten können auch von nachgeschalteten Messgeräten stammen und somit die Prozessergebnisse hinsichtlich zum Beispiel der erzielten Werkstückqualität wie Dickentoleranz, Oberflächengüte, Ebenheit und Parallelität in das System einbringen.

Mehrere Schleifmaschinen können nun über eine gewöhnliche Ethernet-Netzwerkstruktur an einen übergeordneten Rechner, den Zellenrechner, angebunden werden, auf dem dann auch maschinenübergreifende Vergleiche entstehen können. Diese Funktionalität ermöglicht im Störungsfall eine schnelle Fehleridentifikation, die die Maschinenverfügbarkeit deutlich verbessern kann. So konnte kürzlich exemplarisch im Rahmen einer Feldstudie mit Hilfe dieses Systems die Einstellung eines Heizkühlaggregates sehr schnell optimiert werden.

Die Identifikation des Aggregates als kritische Komponente war erst durch den Einsatz von Data Care möglich geworden. Dies reduzierte die Kosten des Serviceeinsatzes erheblich.

Mehrere Schleifmaschinen über Ethernet angesteuert

Auf der Ebene des übergeordneten Rechners stehen zukünftig sehr viele unterschiedliche Funktionen zur Verfügung, die bei einfachen Zeitreihenanalysen anfangen und über deskriptive statistische Methoden bis zu umfangreichen Musterkennungen reichen werden. Der modulare Aufbau des Systems erlaubt es, laufend neue Funktionalitäten nachzurüsten und spezielle, kundenspezifische Analysefunktionen zu implementieren. So können zum Beispiel nachrüstbare Softsensoren Prozessgrößen schätzen, die nicht direkt durch die Messtechnik der Maschinen erfassbar sind.

Auch können kundenspezifische Standardrezepte vom System vorgeschlagen werden, ohne dass Peter Wolters dazu Einsicht in das Prozesswissen der Anwender zu erlangen braucht. Dabei werden aus den historischen Daten des erfassten Maschinenparks auf der Ebene des Zellenrechners nach wirtschaftlicher Bewertung durch numerische Verfahren der Mustererkennung Rezepte ermittelt, die dem Erfahrungsschatz des Maschinenparks entnommen wurden. Damit wird die gesammelte Prozesserfahrung einer Schleifmaschine in wirtschaftlich bewerteter Weise für den Anwender einfach und übersichtlich nutzbar.

Dr. Ingo Grotkopp ist Leiter der Mechatronik bei der Peter Wolters GmbH in 24768 Rendsburg.

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