Passgenaue Einbindung. – Bild: Zoller

Ein transparentes Toolmanagement erlaubt die passgenaue Einbindung der Präzisionswerkzeuge in die Produktionsabläufe. – Bild: Zoller

| von Sabine Königl

Die Digitalisierung der Produktionsprozesse spielt für jedes Unternehmen, das erfolgreich am Markt agieren möchte, eine wichtige Rolle. Da das Werkzeug mit seinen spezifischen Daten in der zerspanenden Bearbeitung ein wesentlicher Bestandteil der Prozesskette ist, muss es sich ins digitale Produktionsumfeld einpassen. „Dazu gehört, dass alle digitalen Möglichkeiten konsequent implementiert werden – vom Werkzeug an sich über die Werkzeugaufnahme inklusive Spannvorgang und Wuchten bis hin zur Werkzeugvoreinstellung und zum Einsatz auf der Maschine“, fasst Andreas Haimer, Geschäftsführer der Haimer, Igenhausen, das Spektrum zusammen.

Ein wichtiger Ansatz sei in diesem Zusammenhang das digitale Serviceangebot der Werkzeughersteller für ihre Kunden, zum Beispiel, dass sämtliche Werkzeugdaten online abrufbar sind. Entscheidend ist laut Haimer außerdem eine Toolmanagementlösung, die einen digitalen Workflow der Werkzeugdaten ermöglicht. Das heißt: Die Software muss in der Lage sein, das komplette Werkzeugumfeld – Schrumpfen, Wuchten, Voreinstellen – in den digitalen Prozess einzubinden und automatisierbar zu machen.

Andreas Haimer, Geschäftsführer von Haimer. – Bild: Haimer
„Alle digitalen Möglichkeiten müssen konsequent implementiert werden – vom Werkzeug an sich über die Werkzeugaufnahme inklusive Spannvorgang und Wuchten bis hin zur Werkzeugvoreinstellung und zum Einsatz auf der Maschine“, so Andreas Haimer, Geschäftsführer von Haimer. – Bild: Haimer

Mithilfe hinterlegter Werkzeugdaten lässt sich vorab der gesamte Fertigungsprozess simulieren und optimieren. Auch Lagersysteme sind oft angeschlossen und der Verbleib jedes einzelnen Werkzeugs kann nachvollzogen werden. „Unterm Strich sparen die Unternehmen durch die Digitalisierung in der Produktion Zeit, Geld und Ressourcen“, sagt Bernd Schwennig, technische Leitung Vertrieb bei der E. Zoller, Pleidelsheim, einem Mitglied des GTDE-Vereins (Graphical Tool Data Exchange – Standard Open Base), der sich unter dem Dach des VDMA Präzisionswerkzeuge des Themas Werkzeugdatenaustausch angenommen hat.

Grundlage für jeden Automatisierungsprozess sind immer die Werkzeugdaten, die inzwischen viel mehr als nur die Geometriedaten beinhalten. Neben maschinenspezifischen Daten gehören zum Beispiel auch die verfügbare Reststandzeit oder der Lagerort beziehungsweise der Magazinplatz auf der Maschine dazu. „Diese Daten sind natürlich, sofern das in den Unternehmen gewünscht ist, weltweit verfügbar“, so Schwennig weiter.

Bernd Schwennig, technische Leitung Vertrieb bei E. Zoller. – Bild: Zoller
„Die Unternehmen sparen durch die Digitalisierung in der Produktion Zeit, Geld und Ressourcen“, sagt Bernd Schwennig, technische Leitung Vertrieb bei E. Zoller. – Bild: Zoller

Es sei zudem davon auszugehen, dass die Daten innerhalb eines Unternehmens immer mehr über Standortgrenzen hinweg ausgetauscht werden. „Dass eine Bestellung bei einem Werkzeuglieferanten ausgelöst wird, wenn ein Mindestbestand in einem Fertigungsbetrieb unterschritten ist, ist dabei sicherlich nur ein kleiner Aspekt, der aber bereits heute Anwendung findet. Insgesamt wird der gesamte Austausch viel offener. Das bringt natürlich wieder ganz andere Herausforderungen mit sich“, fügt er abschließend hinzu.

„Auch in der digitalen Produktion wird der eigentliche Zerspanungsprozess hinsichtlich Bauteilqualität und Wirtschaftlichkeit immer noch maßgeblich durch das Werkzeug beeinflusst. Das Werkzeug bleibt somit ein entscheidender Erfolgsfaktor in der zerspanenden Fertigung”, ergänzt Dr. Steffen Lang, Leiter Geschäftsbereich Dienstleistung bei der Gühring, Albstadt.

Dr. Steffen Lang, Leiter Geschäftsbereich Dienstleistung bei der Gühring. – Bild: Gühring
„Auch in der digitalen Produktion wird der eigentliche Zerspanungsprozess hinsichtlich Bauteilqualität und Wirtschaftlichkeit immer noch maßgeblich durch das Werkzeug beeinflusst”, unterstreicht Dr. Steffen Lang, Leiter Geschäftsbereich Dienstleistung bei der Gühring. – Bild: Gühring

Automatisierte Werkzeugbereitstellung erhöht Leistungsfähigkeit

Die digitale Integration der Zerspanungsmaschinen ermöglicht es, die Leistungsfähigkeit und den aktuellen Zustand des in der Maschine eingesetzten Werkzeuges sehr viel genauer als bisher zu erfassen. Mit der sich hieraus ergebenden Transparenz kann die gesamte Logistik zur Werkzeugversorgung der Maschine optimiert werden.

Lang fasst den Umfang einer automatisierten Werkzeugbereitstellung zusammen: „Das fängt mit der Voreinstellung der an den Maschinen tatsächlich benötigten Werkzeuge an, die in der optimalen Reihenfolge montiert und eingestellt werden. Weiter geht es mit der Verbrauchsüberwachung des Lagerbestandes sowie der Erfassung von Standleistungsänderungen und deren direkter Berücksichtigung bei der weiteren Werkzeugdisposition. Und letztendlich erfolgt die Weiterleitung der Verbrauchs- und Leistungsdaten an die Lieferanten, um die Werkzeugleistung und -versorgung zu optimieren.”

Mehr als ein Werkzeugausgabesystem. – Bild: Gühring
Mehr als ein Werkzeugausgabesystem: Mit der GTMS von Gühring lassen sich Maschinenanbindung, Vernetzung und Datenauswertung steuern. – Bild: Gühring

In diesem Zusammenhang bietet Gühring eine Maschinenanbindung an, mit der der Maschinenstatus und technologische Prozessparameter wie Spindelleistung und Drehmoment sowie Kräfte der Vorschubachsen erfasst werden. Zudem können die Maschinendaten direkt in der Produktion erfasst und auf dieser Basis der Zerspanungsprozess unmittelbar optimiert werden.

Um die Digitalisierung weiter voranzutreiben, hat das Unternehmen für seine Produkte zudem eine eigene Toolmanagement-Software entwickelt, die den Austausch von Soll- und Ist-Werten sowie anderer Werkzeugdaten zwischen den einzelnen Stationen im Werkzeugraum und dem Unternehmensnetzwerk durchführt und organisiert. Die Haimer-Geräte aus der Industrie 4.0-Serie sind zudem durch moderne digitale Features und Schnittstellen automatisierbar.

Ganzheitliches Werkzeugdatenhandling schafft Transparenz

Für Zoller steht das ganzheitliche Werkzeugdatenhandling im Fokus. Die Einstell- und Messgeräte des Unternehmens ermitteln die notwendigen Werkzeuggeometriedaten und bereiten sie so auf, dass die Werkzeugmaschine sie einlesen kann. „Schon bei diesem Schritt der Datenübertragung bieten wir unterschiedlichste Lösungen für jede Betriebsgröße. Die Daten können sowohl manuell eingegeben als auch per Netzwerk oder RFID-Chip übertragen werden“, berichtet Bernd Schwennig.

Das Toolmanagement beinhaltet neben der Organisation der Werkzeuglagerung auch Auswertemöglichkeiten, beispielsweise zu Standzeit oder Kosten für den Werkzeugeinsatz, heruntergebrochen auf einen speziellen Auftrag oder sogar ein spezielles Bauteil. „Unser Ziel ist es stets, höchste Transparenz im gesamten Werkzeugwesen zu generieren und so die Produktionsabläufe zu optimieren und schneller sowie wirtschaftlicher zu gestalten“, sagt Schwennig.

Doch auch der Anwender muss sich mit dem Thema Digitalisierung auseinandersetzen. Gerade bei Neuinvestitionen sollten Unternehmen darauf achten, dass jedes Element im Werkzeugumfeld Industrie-4.0-fähig ist und sich in den digitalen Workflow eingliedern lässt. „Ein Werkzeug sollte sich beispielsweise mit RFID-Datenchips oder über QR- beziehungsweise Data Matrix-Codes eindeutig identifizieren lassen und über diese Erkennung weitere Werkzeugdaten wie Artikelnummer oder 3D-Modelle liefern“, benennt Andreas Haimer konkrete Eckdaten.

Das kombinierte Voreinstell- und Schrumpfgerät Haimer Microset VIO Linear Toolshrink. – Bild: Haimer
Das kombinierte Voreinstell- und Schrumpfgerät Haimer Microset VIO Linear Toolshrink ist Industrie 4.0-fähig und lässt sich problemlos in digitale Prozesse einbinden. – Bild: Haimer

Schwenning ergänzt: „Das Wichtigste für einen optimalen Werkzeugeinsatz sind gut gepflegte Werkzeugdaten. Ohne Werkzeugdaten ist der gesamte Ablauf nicht denkbar, weder die digital unterstützte Lagerhaltung noch das Abrufen von Messprogrammen und das Einlesen der Werkzeugdaten in die Maschine.“ Natürlich sei dieser erste Schritt lästige Fleißarbeit, die aber die notwendige Grundlage biete, um auch in Zukunft bestehen zu können.

Vernetzung steigert Wettbewerbsfähigkeit

Die Online-Überwachung der den Zerspanungsprozess bestimmenden Maschinenparameter wie Drehmoment und Leistungsaufnahme der Spindel, Vorschubkräfte der Achsen ermöglicht es, den Einsatz des Werkzeuges zu optimieren oder die Auslegung des Werkzeuges besser an die Bearbeitungsaufgabe anzupassen. „Beides bringt dem Anwender die Möglichkeit, seine Produktivität gezielter zu steigern. Für ihn ist es wichtig, diese Vorteile der Maschinenanbindung zu kennen und zu nutzen, um seine Wettbewerbsfähigkeit zu steigern”, unterstreicht Dr. Steffen Lang.

Sandvik Coromant hat ein Projekt mit Microsoft gestartet, um die Entwicklung und Digitalisierung der Fertigungswirtschaft voranzutreiben. Durch die Verknüpfung des Zerspanungs-Know-hows von Sandvik Coromant mit technischen Lösungen von Microsoft sollen Teile der Produktionskette vernetzt werden und so Lösungen für die nächste Generation der Fertigung entstehen. Die Vereinbarung schließt außerdem eine Beschleunigung des internen Digitalisierungsnetzwerks für Sandvik Coromant ein.

Das CoroPlus-Angebot von Sandvik Coromant wurde in Teilen zusammen mit Microsoft entwickelt und basiert auf  Azure IoT Suite, Cortana Intelligence Suite sowie Dynamics 365 for Field Service. Es soll unter anderem Menschen, Maschinen, Werkzeuge und Daten auf einer einzigen Plattform vernetzen, damit die Kunden von Sandvik Coromant eine bessere Basis für ihre Entscheidungen erhalten. Darüber hinaus bietet es einen Überblick über verschiedene Entwicklungen im Fertigungsbereich. So können Einsparungen wie beispielsweise Reduktionen der Maschinenausfallzeiten erzielt werden.

Nadine Crauwels, Präsidentin von Sandvik Coromant. – Bild: Sandvik
Nadine Crauwels, Präsidentin von Sandvik Coromant: „Für uns ist die Zusammenarbeit mit Microsoft ein Schlüsselfaktor für den Erfolg unserer digitalen Strategie.“ – Bild: Sandvik

„Für uns ist die Zusammenarbeit mit Microsoft ein Schlüsselfaktor für den Erfolg unserer digitalen Strategie. Wir sind eine historische Beziehung eingegangen und freuen uns auf die Fortsetzung unserer gemeinsamen Reise. Wir schaffen Mehrwert, indem wir zusammen Lösungen für die Fertigungsindustrie entwickeln und umsetzen, die Effizienz, Nachhaltigkeit und Wachstum garantieren. Mit dieser einzigartigen Partnerschaft beschreiten wir einen neuen Weg, um bei der Entwicklung unserer Kompetenzen enger zu kooperieren“, erläutert Nadine Crauwels, Präsidentin von Sandvik Coromant.

Ein herausragender Aspekt des CoroPlus-Angebots von Sandvik Coromant besteht darin, dass die Daten auf Maschinenebene nicht nur zur Einstellung der Anlage oder zur Benachrichtigung der Techniker bei Wartungsbedarf eingesetzt werden, sondern diese auch Manager bei potenziellen Problemen warnen. Die Daten werden auf Werkzeugebene gesammelt, das heißt das industrielle Werkzeug des Kunden wird „intelligent“ und kann jederzeit für einen effizienten Einsatz und zur Vermeidung von Produktionsausfällen angepasst und eingestellt werden.

Quelle: Annedore Bose-Munde

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