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Bild: Rainer Jensen
Die Werkzeugmaschine wird digital

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Das erwartet Sie auf der EMO Milano

Text: Simone Käfer, A&D
Von der einzelnen Komponente bis hin zur kompletten Maschine, die Werkzeugmaschine wird vernetzt. Wie Sie Ihre Maschine ins neue Zeitalter befördern, zeigen Komponentenhersteller und Lösungsanbieter in Mailand. A&D hat stellt einige Trends und Lösungen vor.

14,4 Milliarden Euro an Maschinen und Dienstleistungen produzierten die rund 71 600 Beschäftigten der deutschen Werkzeugmaschinenindustrie im letzten Jahr. Auch in Italien verzeichnet die Branche Umsatzanstiege, die Prognosen von Ucimu-Sistemi per Produrre, dem italienischen Verband für Werkzeugmaschinen, Robotik und Automatisierung, sprechen von 5 Prozent Wachstum auf dem italienischen und von einem Anstieg von 5,2 Prozent des Werkzeugmaschinenverbrauchs auf dem globalen Markt in 2016. „Ein sehr gutes Omen für den Erfolg der EMO Milano 2015“, freut sich Alfredo Mariotti, der Messedirektor.

Welche Trends erwarten Sie in Mailand?

Wie im gesamten Industrieumfeld zieht auch in die Werkzeugmaschinen die Vernetzung ein. So präsentiert Schaeffler auf der EMO eine Industrie4.0-Maschine. Die Werkzeugmaschine 4.0 sei mit neuen digitalisierten Komponenten ausgestattet und vom Sensor bis in die Cloud vernetzt. Auf der einen Seite steht die Faszination, was bereits alles möglich ist. Auf der anderen Seite spricht Jörg-Oliver Hestermann aus dem Bereich Strategische Anwendungstechnik, Produktionsmaschinen, bei Schaeffler die dabei auftretenden Herausforderungen selbst an: „Zusätzliche Komponenten im Lager und die erforderliche Peripherie haben ihren Preis. Da stellt sich schnell die Frage nach der Sinnhaftigkeit.“ Verfügbarkeitsvorhersagen, Prozessoptimierungsmöglichkeiten oder geringere Betriebskosten sind eine erste Antwort. Doch muss ein messbarer Mehrwert erst noch generiert werden. Allerdings hängt dieser von der gesamte Wertschöpfungskette ab, auf die eine einzelne Maschine nur bedingt Einfluss hat. „Auch Themen wie Datensicherheit und wer darf was mit welchen Daten machen sind noch nicht geklärt“, führt Hestermann weiter an.

Auch Siemens sieht die digitale Werkzeugmaschine auf uns zukommen. Allerdings stellt der Konzern keine komplette Maschine vor, sondern einzelne Komponenten: von der Software für Engineering oder der Digital Enterprise Software Suite, ein rundumsorglos Packt von PLM über CAD/CAM/CAE bis zu MES und CNC. Aber auch additive Fertigung ist ein Thema. Die CNC-Steuerung Sinumerik 840D SL soll dazu beitragen hybride Werkzeugmaschinen zu realisieren und mit NX Hybrid Additive Manufacturing können Fertigungsschritte inklusive Simulation des Materialauf- und -abtrags programmiert werden. Smart Operation heißt die Erweiterung der CNC-Steuerung. sie umfasst Aspekte wie Arbeitsvorbereitung, IT-Vernetzung, bessere Usability durch Touch-Bedienung sowie den Einsatz mobiler Endgeräte für Überwachungs- und Kontrollfunktion.

Ebenfalls eine Erweiterung seiner CNC-Steuerung bietet Fanuc. Das Unternehmen setzt jedoch auf eine neue Mensch-Maschine-Schnittstelle mit verbesserter manueller Dateneingabe. Dies ermöglichen die schneller und leichter ansprechbaren Tasten. „Ziel der Entwicklung war es“, führt Stefan Raff, Sales Manager Robomachine bei Fanuc Deutschland aus, „generell die Bedienung zu vereinfachen und übersichtlich zu gestalten: zweckmäßige Installation, einfache Inbetriebnahme und zuverlässiger Betrieb. Zudem bietet unser Seamless Concept ein einheitliches Erscheinungsbild der Oberfläche über alle Steuerungseinheiten.“

Der Roboter- und Maschinenbauer zeigt auf der EMO nicht nur Komponenten, sondern auch komplette Maschinen. Unter anderem werden auf einer Robodrill α-D21 MiA5 anspruchsvolle IT-Teile gefertigt. Automatisiert ist die Maschine mit einem LR Mate Roboter. In einer anderen Zelle fertigen zwei Robodrill α-D14 SiA5 Turbolaufräder für die Automobilindustrie, auf simultanen 4- und 5-Achsmaschinen. „Man darf nicht vergessen, dass es unterschiedliche Ansätze gibt, eine Fertigung zu konzipieren. Der eine Anwender setzt auf die Finish-Bearbeitung, der andere zerlegt eine komplexe Bearbeitung in mehrere, möglichst einfache Fertigungsschritte. Beide Konzepte sollen durch Standardmaschinen realisiert werden – von der einfachen Robodrill für 3-Achsbearbeitung bis zur 5-Achs-Version zur Simultanbearbeitung. Dazu ist eine passende Automation, ebenfalls basierend auf Standardeinheiten, gefragt“, erklärt Raff die Lösungen von Fanuc mit Blick auf die Trends im Werkzeugmaschinenmarkt.

Auf keinen Fall darf in einer modernen Maschine die Mess- und Prüftechnik fehlen. Dazu trägt unter anderem Renishaw bei. Eines seiner vorgestellten Produkte ist die Intuo-Prüfsoftware. Anhand eines Teils und einer technischen Zeichnung kann der Programmierer nach einer kurzen Schulung selbst Prüfroutinen erstellen: Per Joystick nimmt er Punkte an den Merkmalen auf, während die Software den Merkmalstyp und den Sollwert erkennt sowie einen möglichen Toleranzbereich vorschlägt.

Die Werkzeugmaschine in der Hosentasche

Zur smarten Werkzeugmaschine gehören auch mobile Endgeräte, die dem Bediener erlauben von über all den Prozess zu überwachen. Smart Mobile nennt Siemens seine Lösung dafür. Über einen gesicherten Webserver lassen sich Überwachungs- und Kontrollfunktion über Notebook, Smartphone oder Tablet nutzen. So kann der Anwender beispielsweise vom anderen Ende des Firmengeländes aktuelle Zustandsdaten wie Auftragsstatus und Teilevorrat abrufen. Bei Schaeffler sieht man einen Trend in Apps. Künftig sollen sie Schlüsselfunktionen von Werkzeugmaschinen steuern. Dazu stellt das Unternehmen auf der EMO eine App für Lagerprodukte von Werkzeugmaschinen vor. „Zum einen geht es um das Thema Echtheitsprüfung, also verbesserten Schutz gegen Produktpiraterie“, verrät Hestermann. „Außerdem können mit ihr – für bestimmte Produkte wie Hauptspindellager – auch produktbezogene Daten wie Bezeichnungen, Herstelldaten, Seriennummer, Mess- und Istwerte abgerufen und diese anschließend für Dokumentations- oder Logistikzwecke verwendet werden. Die App versorgt den Nutzer zudem mit allen nützlichen Schriften, Broschüren und Katalogen rund um Werkzeugmaschinenlager und hält Montage-, Schmierungs- und Wartungshinweise bereit.“ Für Nutzer sie sie kostenlos und könne mit den Betriebssysteme iOS, Android und Windows genutzt werden.

Einfache Bedienung und Digitalisierung von den einzelnen Komponenten bis hin zur kompletten Werkzeugmaschinen sind die Themen der diesjährigen EMO. Aber auch effizient sollen die Anlagen sein. Doch wie kann die Maschineneffizienz gesteigert werden? „Durch einen neuen Weg, die Verfügbarkeit von Maschinen zu garantieren“, sagt Hestermann. Per Big Data soll das klassische Condition Monitoring erweitert werden und so Maschinenausfällen und ungeplanten Stillständen vorbeugen. Denn eine nicht verfügbare Maschine, ist eine ineffiziente. Hestermann weiter: „Die Herausforderung der nächsten Jahre wird sein, entsprechende Daten und Information von einer Vielzahl an Maschinen zu bekommen, auszuwerten und in einschlägigen Algorithmen nutzbar zu machen. Die in unserer Werkzeugmaschine 4.0 und der aufgebauten Plattform implementierten Möglichkeiten – bestehend aus der Infrastruktur, der Cloud und den verfügbaren Diensten – bieten dazu eine Grundlage.“

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