Überwachung in der Presse Zusammenhänge in der Presse sichtbar machen

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Industriemesstechnik macht Industrie 4.0 möglich – Digitalisierung im Presswerk setzt BSH Hausgeräte bei der Produktion von Backofenteilen mithilfe von Consenses um. Das macht nun eine Vorschau auf etwaige Probleme möglich und hilft, diese gar nicht erst entstehen zu lassen.

Dass in Traunreut die BSH Hausgeräte GmbH Pressentechnik von Aida einsetzt, um Backofenteile zu produzieren, weiß der aufmerksame Leser spätestens seit einem entsprechenden Beitrag („Was der Backofen für den Kuchen ist die Presse für den Backofen“) vom November 2019. Auf der Servopresse der 800-Tonnen-Klasse werden verschiedenste Blechteile für den Backofen gefertigt.

Doch Sascha Radloff, Leiter Anlagenplanung Blechteilfertigung bei BSH, wollte schon damals mehr. Digital sollte die Presse werden. Dafür haben Aida und BSH auf Lösungen von Consenses zurückgegriffen. Das Unternehmen aus Roßdorf bei Darmstadt ist spezialisiert auf Sensorik, die es – an Pressen installiert – erlaubt, die Produktivität zu steigern und die Maschinenbelastung zu reduzieren. So sind unter anderem in den Ständern Linearsensoren, am Stößel ein Beschleunigungssensor und in den Pleueln Sensorschrauben von Consenses für die Kraftmessung verbaut. Nun ist das System schon einige Zeit im Einsatz und der Lerneffekt ist da. „Uns ist es gelungen aus den gesammelten Daten Use-Cases abzuleiten, um hier wirklich den Benefit heben zu können“, erklärt Radloff. Dabei sind im Prinzip zwei Leitgedanken formuliert worden: Zum einen, wie belastet ist die Maschine an sich? Und zum anderen, was passiert mit den jeweiligen Werkzeugen auf der Presse? „Hierbei bewegt uns zum Beispiel die Frage, ob alle wirkenden Kräfte sich in einem guten Bereich bewegen oder ob Abweichungen bestehen, durch die potentieller Schaden verursacht werden könnte“, schildert Christian Mayer, Prozessingenieur bei der BSH am Standort Traunreut. „Dazu verfolgen wir die Idee des Fingerprints. Welche Standardparameter hat die Presse messtechnisch betrachtet? Wie verändern sich die Parameter und was bedeutet das für die Presse, die Werkzeuge und für die Bauteile?“

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Gewonnene Datensätze helfen zu sparen

Von Beginn an wird BSH dabei von Consenses unterstützt. Die beiden Geschäftsführer Dr. Matthias Brenneis und Dr. Jörg Stahlmann kommen regelmäßig nach Traunreut und blicken gemeinsam mit Radloff und Mayer auf die Daten. Standardisierte Messungen offenbaren mögliche Veränderungen zum vorherigen Zeitpunkt und zeigen so mögliche Schäden im System an. „Wir betrachten die Kraftverhältnisse im Umformprozess, um daraus beispielsweise eine ideale Krafteinleitung zu realisieren und eine Verkippung zu vermeiden“, erklärt Stahlmann. Das reduziert beispielsweise auch den Verschleiß der Werkzeuge. „Wir müssen nicht mehr etwa fünf Mal im Jahr die Werkzeuge warten, sondern zum Beispiel nur noch zwei Mal im Jahr“, freut sich Radloff. Das spart natürlich auch Geld.

Besonders auch in der Einführungsphase von neuen Werkzeugen wird im Presswerk in Traunreut gerne auf die Presse von Aida zurückgegriffen. „Denn hier können wir dank der verbauten Sensorik die Einspannung von neuen Werkzeugen Schritt für Schritt begleiten. Einen möglichen Optimierungsbedarf spiegeln wir so schnell und einfach an unsere Konstruktion bzw. an den Werkzeugbau. So können wir die Einführung von Neu-Werkzeugen beschleunigen“, schildert Mayer.

Die gewonnen Datensätze bei BSH helfen sogar dabei Energie zu sparen. Denn Radloff und Mayer können sich nun ein Bild darüber verschaffen, wie viele Kilojoule pro Hub eingebracht werden und ob nicht möglicherweise der gewünschte Umformeffekt auch bei ein paar Kilojoule weniger bereits erreicht werden würde. „Schon zwei Zehntel der Zustellung im Stößel können zu deutlich weniger Krafteintrag führen, der das gleiche Umformergebnis hervor bringt, spart faktisch Strom und reduziert Belastungen. Zur effizienten Verfolgung haben wir dazu die Möglichkeit geschaffen, alle relevanten Daten am Arbeitsplatz in Real-time verfügbar zu machen“, fasst Mayer zusammen.

Von vornherein Probleme vermeiden

Der Erkenntnisgewinn bei BSH, den die Daten durch die Lösungen von Consenses ermöglichen, zielt vor allem auch darauf ab, dass in Zukunft gar nicht erst mehr Probleme entstehen. Erfahrungswerte können zum Beispiel direkt dem Konstrukteur mit an die Hand gegeben werden und so eventuelle Ursachen für unerwünschte Folgen direkt von vornherein ausgeschlossen werden. „Vielleicht erweisen sich bestimmte Schnitt-Biege-Paarungen im Werkzeug als ungünstig, dann können wir diese direkt in der Konstruktion ausschließen“, so Radloff.

In Traunreut wird Edgesenses von Consenses genutzt. Edgesenses bindet Produktionsanlagen und Maschinen effizient und sicher an IT-Umgebungen an. Es bietet umfassende Funktionalitäten, um Mess- und Steuerungsdaten synchron zu erfassen und vorzuverarbeiten. Damit können technische Sachverhalte sicher und einfach in Kennwerte gewandelt werden (Tech-KPIs), die bei geringem Datenvolumen hohe Aussagekraft beinhalten. Dafür wird bei diesem System analoge Messtechnik mit digitalen I/Os und einem integrierten Industrie-PC kombiniert. So zum Beispiel die Sensorschraube Piezobolt. „Die patentierten Sensorschrauben sehen aus wie konventionelle Maschinenschrauben mit Steckeranschluss im Kopfbereich. Sie entsprechen in Tragkraft und Gestalt gängigen Schraubennormen. Die Steckerverbindung ist den individuellen Einsatzbedingungen an Schrauben angepasst. Die Kraftmessschrauben lösen Kraftsignale bis in den einstelligen Newtonbereich sicher auf“, erklärt Stahlmann. Mit dabei bei BSH sind außerdem die Referenzsensoren von Consenses. Mit diesen können Muster und eben auch Abweichungen von Mustern in Fertigungsprozessen erfasst werden. Sie bieten folgend die Möglichkeit, die erfassten Daten unmittelbar zu strukturieren. Bei BSH ist der Weg zu I4.0 ein klar formuliertes Ziel. Deshalb arbeiten die Fertigung und die IT mehr Hand in Hand denn je.

Im Jahr 2024 ist die Installation einer weiteren Presse geplant. Hier werden die Sensoren und Kabel für die Consenses-Messdatenanalyse schon vorinstalliert sein. So kann das System nach Aufbau der Maschine und vor dem ersten Fingerprint einfach nachgerüstet werden. „Es ist für uns selbstverständlich, dass wir auch für die neue Presse an I4.0-Lösungen denken. Denn wir können dank der Daten immer mehr fakten-basiert diskutieren und kommen weg von reinen Mutmaßungen. Und damit geht einher, dass wir bei Problemen nicht einfach nur die Symptome behandeln, sondern die Ursachen bekämpfen können. Das erleichtert uns in vielerlei Hinsicht unsere Arbeit“, freut sich Radloff.

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Was der Backofen für den Kuchen ist die Presse für den Backofen

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