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EMO Hannover

Schon heute sehen, wie morgen produziert wird

| Autor: Reinhold Schäfer

Industrie 4.0 wird auch auf der EMO Hannover eines der zentralen Themen sein.
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Industrie 4.0 wird auch auf der EMO Hannover eines der zentralen Themen sein. (Bild: PTW, TU Darmstadt)

Auch in der Fertigung ist Industrie 4.0 das zentrale Zukunftsthema. Und die Automatisierung ist dort das Mittel, ohne das es nicht geht. Darüber hinaus gibt es durch die Verknüpfung der digitalen Daten mit dem Internet der Dinge bei der Produktion von Maschinen und Anlagen vollkommen neue Möglichkeiten. Auf der Messe EMO Hannover wird dazu schon einiges zu sehen sein.

Auf der Weltleitmesse der Metallbearbeitung stehen in diesem Jahr Digitalisierung und Industrie 4.0 im Fokus. Unter dem Motto „Connecting systems for intelligent production“ soll die Ausstellung einen Gesamtüberblick über die Geschäftsmodelle bieten, die sich aus Big Data und der Vernetzung der kompletten Wertschöpfungskette ergeben.

Angelehnt an das Messemotto organisiert der Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken (VDW) die Sonderschau „industrie 4.0 area“. Auf der Sonderfläche werden Fraunhofer- und universitäre Forschungsinstitute der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Produktionstechnik (WGP) neueste Entwicklungen zur vernetzten Produktion vorstellen. Neben der WGP wollen Industrievertreter zeigen, welche Lösungen sie bereits in die Praxis umgesetzt haben. In einem begleitenden Vortragsforum werden hochkarätige Wissenschaftler ihre aktuellen Forschungsergebnisse vorstellen und Unternehmen ihre Kompetenzen bezüglich der smarten Fabrik zeigen.

Vom gläsernen Turm der Wissenschaft auf dem Weg in die Öffentlichkeit

Die rund 650 m2 große Fläche zu Industrie 4.0 befindet sich in der Halle 25. Auf mehr als einem Drittel der Fläche werden neun renommierte WGP-Institute Demonstratoren aus ihren Forschungsprojekten präsentieren und einen Einblick in die Fabrik der Zukunft geben. Mit ihren insgesamt 39 Instituten weise die WGP Expertisen über die komplette Palette der Produktion auf. Wissenschaftler aus München und Stuttgart zum Beispiel stellen das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanzierte Projekt „Baz­mod“ vor. Das Motto „Bauteilgerechte Maschinenkonfiguration in der Fertigung durch Cyber-Physische Zusatzmodule“ steht unter anderem für die Erweiterung bisher bekannter Schnittstellen.

Bislang werden Schnittstellen zwischen intelligentem Werkzeug und Maschinensteuerung herstellerindividuell ausgeführt. Mit „Bazmod“ präsentieren die Wissenschaftler Lösungen für einen standardisierten Daten- und Energieaustausch zwischen smartem Werkzeug und der Produktionsumgebung.

Ergebnisse aus dem Sonderforschungsbereich „Gentelligente Fertigung“ stellen Forscher aus Hannover vor. Sie zeigen eine „fühlende“ Werkzeugmaschine und neue Ansätze in der Sensorik, etwa der modularen Mikrosensorik, sowie der sensorischen Spanntechnik. Auch magnetische Magnesiumlegierungen, ein neuartiges Hochfrequenz-Kommunika­tionssystem für die Produktion sowie anlernfreie Prozessüberwachung sind Themen am Stand der Hannoveraner.

Simulationen vereinfachen Abläufe in vielen Bereichen

Im Bereich Simulation stellen unter anderem Wissenschaftler aus Kaiserslautern Ergebnisse aus dem BMBF-Projekt „Mecpro2“ vor, das Ende 2016 auslief. Cybertronische Produkte (CTP) sind komplexe Systeme, deren Entwicklung heute oft noch dokumentenzentriert erfolgt. Auch die Übergabe der produktseitigen Information an die Produktion erfolgt häufig dokumentenzentriert und erst in fortgeschrittener Planungsphase des CTP. Das erschwert und verzögert die Planung des cybertronischen Produktionssystems (CTPS). Im Rahmen von Mecpro2 wurde nun eine modellbasierte Planungssystematik für CTP und CTPS entwickelt, die eine integrierte Planung von Produkt und Produktion ermöglicht.

Auch viele praktische Lösungen werden zu sehen sein

Den Mensch-Maschinen-Interaktionen widmet sich der Stand der Aachener. Sie wollen Ergebnisse unterschiedlicher öffentlich geförderter Forschungsprojekte präsentieren, etwa zu Augmented Reality und Mensch-Roboter-Kollaborationen sowie funkbasierten, anwendungsgerechten Techniken. Der exemplarische Prozess soll unter anderem die Interaktion mit einem Leichtbauroboter zeigen, das Anlegen und die Produktion eines individuellen Auftrags sowie die kontinuierliche Informationsbereitstellung mittels neuartiger Schnittstellen.

Neben der Forschung finden praktische Anwendungen reichlich Raum auf der Industrie-4.0-Präsentationsfläche. Auf rund 400 m2 stellen Firmen dem Publikum ihre neuesten Lösungen vor. Auch dort ist die Bandbreite groß und reicht von Werkzeugmaschinen über Logistik bis hin zu Software.

Präsentiert wird unter anderem eine auf Machine Learning basierte Datenverarbeitung und Integration mit industriellen Kommunikationsprotokollen. Auch eine Demoroboterzelle mit virtueller Darstellung einer Software für Automatisierungslösungen inklusive einer Steuereinheit wird vorgestellt. Ebenso wird ein Werkzeugausgabesystem sowie ein Palettenhandlingsystem in Verbindung mit einer Buchführungssoftware zu sehen sein. Nicht zuletzt sind digitale Geschäftsplattformen Thema auf der Industrie-4.0-Ausstellungsfläche.

Die facettenreichen Projekte und Lösungen der dort ausstellenden Unternehmen sollen den Besuchern nicht nur einen Blick in die Zukunft der Produktion ermöglichen. Sie sollen auch für den fachlichen Austausch mit Experten einer internationalen Community sorgen.

Software generiert aus CAM-Daten automatisch ein NC-Programm

„Eine große Herausforderung in der Produktion liegt darin, schnell und flexibel auf Kundenaufträge sowie Ressourcenveränderungen reagieren zu können und dabei die Maschinen stets optimal auszulasten und die Produktionskosten zu reduzieren. Das manuelle Umprogrammieren auf eine andere Maschine dauert im herkömmlichen Prozess oft mehrere Tage – mit der automatischen Konvertierung in Ncsimul ist dies jedoch in wenigen Stunden machbar“, sagt Gilles Battier, CEO von Spring Technologies. Und er fährt fort: „Das Ergebnis ist eine enorme Zeitersparnis in der Programmierung. Außerdem: je schneller neue CNC-Maschinen in Betrieb genommen werden können, desto eher können diese zum Produktionsergebnis beisteuern. Die Einzigartigkeit unserer Technologie liegt darin, dass Ncsimul 4 CAM die CAM-Dateien und NC-Programme nicht nur einliest, simuliert und optimiert, sondern daraus auch ein neues NC-Programm schreiben kann, welches dann fehlerfrei auf der neuen Zielmaschine läuft – auch mit unterschiedlicher Kinematik und Steuerung. Das ist für den bisherigen CNC-Prozess ein echter Game Changer.“

Die Maschinensimulation prüft den NC-Code nach dem Postprozessorlauf und generiert dabei mit Höchstgeschwindigkeit absolut kollisionsfreie Programme, die auch Aufspannsituation, Schwenk- und Anfahrbewegungen im Maschinenraum berücksichtigen, so das Unternehmen.

Des Weiteren würden die Werkzeugpfade optimiert; überflüssige Werkzeugbewegungen sollen dann ebenso vermieden werden wie die gefürchteten Werkzeugcrashs. Allein durch die Luftschnittoptimierung können Anwender des Programms laut Hersteller die Bearbeitungszeit ihrer NC-Programme im Schnitt um 20 % reduzieren. Durch eine weitere Vorschuboptimierung auf konstanten Span, Mittenspandicke oder Vorschub pro Zahn ergebe sich weiteres Einsparpotenzial. Der Nutzer profitiere von einer verbesserten Oberflächenqualität und erhöhten Werkzeugstandzeiten.

Der digitale Shopfloor – in einem automatisierten und intelligenten Prozess

Eine digitale Werkzeugverwaltung mit eigenem 3D-Kernel und einer hochwertigen grafischen Darstellung vervollständigt die Softwarelösung. „Damit lässt sich der gesamte Prozess vom CAM-System bis zum ersten fliegenden Span auf der Maschine digital abbilden und kontrollieren. Es ist dieser durchgängige Prozess mit herausragender 3D-Technologie und schneller Kalkulation, der unsere Ncsimul Solutions ausmacht“, betont Herbert Schönle, General Manager der Region Deutschland/Österreich/Schweiz von Spring Technologies.

* Weitere Informationen: VDW Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken e. V. in 60325 Frankfurt am Main, vdw@vdw.de

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