Werkzeugeinstellgeräte automatisieren und digital vernetzen

Viktor Grauer, Mitglied der Geschäftsführung und Leiter des Innovationsmanagements der Kelch GmbH, erklärt: "Wir stellen fest, dass der Trend zur Integration von Einstellgeräten in die IT-Infrastruktur anhält. Viele unserer Kunden haben Werkzeug-Einstellgeräte inzwischen zu einem integrierten Teil ihrer Wertschöpfungskette gemacht. Ein weiterer Trend ist das Reverse Engineering, indem Werkzeuge am Einstellgerät gescannt werden, so dass die digitalisierten Informationen sich an CAM-Systeme oder an Werkzeugverwaltungssysteme rückübertragen lassen."

Neben der Digitalisierung und der Zusammenführung von Datenbanken wird auch die Automatisierung ein zunehmend wichtiges Thema. Einfache, wiederkehrende Abläufe können in Zellen kombiniert mit dem Einstell- und Messgerät automatisiert werden. Für eine lückenlose Verbindung zu externen Systemen bieten sich Softwaresysteme mit einem umfangreichen Schnittstellenprofil an. Diese Software verwaltet zudem komplexe Datenpakete mit Technologiedaten und vordefinierten Messabläufen. Daten müssen folglich interpretiert, verarbeitet, ergänzt oder durchgeschleust werden. Dabei kommt auch die Technologie der Data Matrix Codes (DMC) zum Tragen. Als Alternative zu klassischen Werkzeugidentifikationssystemen auf RFID-Basis stellen die kleinen DMCs, meist in Form eines QR-Codes, eine lukrative Alternative für Identifikation dar.

Kelch präsentierte auf der EMO 2019 eine neu konzipierte Einstellgeräte-Baureihe. Sie ist vor allem für Anwenderbetriebe konzipiert, die einen einfachen Einstieg in die Werkzeugvoreinstellung benötigen. Die Einstellgeräte kombinieren maximale Vielfalt und Flexibilität in der Adapterbestückung mit hoher Stabilität selbst unter rauen Umgebungsbedingungen.
Die Baureihe ist Industrie-4.0-fähig und fügt sich durch Optionen wie RFID-Technologie, QR-Code, Schnittstellen zu Tool Management, CAx und zu anderen externen Systemen reibungslos in die Smart Factory ein.

In der Adapterbestückung lassen sich die Geräte der Baureihe H3 mit einer festen Brücke ausstatten, die bis zu drei Werkzeughalter für Drehmaschinen aufnimmt. Alternativ steht ein Schwenktisch zur Wahl, den die Anwender vollständig nach eigenen Wünschen bestücken können. Zusätzlich bietet der Schwenktisch Platz für eine Spindel, die manuell oder im CNC- Betrieb gesteuert werden kann. Die Software für die Baureihe H3 ist einfach zu bedienen und lässt sich auch für Erstanwender leicht erlernen, so dass eine schnelle Einarbeitung in das System gewährleistet ist. Optional können sowohl die Software ‚Kelch Easy‘, die für Bestandskunden angeboten wird, als auch die Software ‚K-One‘ eingesetzt werden. Ein besonderes Feature stellt dabei die Software ‚Kelch Easy‘ zur Verfügung: Mit der Option "Tool-Exchange" lässt sich das Gerät mit einem anderen Gerät aus dem Bestand des Anwenderbetriebs verbinden, so dass die Datenbestände beider Geräte innerhalb weniger Augenblicke synchronisiert werden und auf beiden Geräten vorhanden sind.

"Trotz aller Umstellungen in der Industrie, der zunehmenden Digitalisierung oder dem Wandel hin zu elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, müssen zerspanende Unternehmen weiterhin umfangreiche Nebenprozesse stemmen, wie beispielsweise die Werkzeugaufbereitung und die Werkzeugeinstellung," konstatiert Michael Hils, Produktmanager mechatronische Systeme bei der Mapal Dr. Kress KG.
Deshalb sei es umso wichtiger, den Kunden einfache Geräte und Hilfsmittel an die Hand zu geben, um diese Nebenprozesse wirtschaftlich lösen zu können. Ein Beispiel hierfür ist ‚C-Connect‘. Damit können Daten vom Einstellgerät schnell und simpel an jede Maschinensteuerung übertragen werden. Das System ist einfach zu installieren und kommt zudem mit nur geringen Investitionskosten aus. Insgesamt ermöglicht es einen kostengünstigen Einstieg in die Vernetzung der Fertigung. Hils: "Ich denke, dass genau dort die Zukunft liegt – durch eine kompetente Beratung das Optimum an einfachen und zukunftsorientierten Lösungen für unsere Kunden zu bieten."

Mit der Open-Cloud-Plattform c-Com wird die gesamte Lieferkette vernetzt. Daten stehen für alle Beteiligten zur Verfügung. Über RFID-Chips und DNC-Server gelangen Daten zu Werkzeugen und Maschinen in der Fertigung automatisch in die Cloud. Manuelle Übertragungen kommen nicht vor. So oder ähnlich sieht das Idealszenario der vernetzten Fertigung aus. Doch dieses Szenario entspricht nur selten der Realität. Denn mit einer durchgängigen Vernetzung sind meist große Investitionen verbunden. Für Unternehmen, die ohne hohe Kosten in die Digitalisierung einsteigen möchten, wurde das Modul ‚C-Connect‘ inklusive gleichnamiger Box entwickelt. Es ermöglicht zum einen die digitale Übertragung der Werkzeugmessdaten vom Einstellgerät zur Maschine inklusive der Registrierung der Bestandsbewegungen. Zum anderen kann mit der ‚C-Connect-Box‘ auch der Maschinenstatus überwacht werden.

"Die Digitalisierung von Werkzeugdaten und die Nutzung dieser Daten ist eindeutig der Trend, der auch die nächsten Jahre anhalten wird", ist Bernd Schwennig, Leiter technischer Vertrieb der E. Zoller GmbH & Co. KG, überzeugt. Dabei sei noch gar nicht absehbar, wohin sich alles entwickeln wird. Die Grundvoraussetzung ist immer, dass Werkzeugdaten zur Verfügung stehen. Das ist zunächst eine Fleißaufgabe, die sich aber nicht vermeiden lässt. Ist diese Arbeit aber einmal erledigt, lassen sich diese Daten für unterschiedlichste Einsätze nutzen – was unterm Strich den dann benötigten Zeitaufwand für die einzelnen Fertigungsschritte maßgeblich reduziert.
Schwennig: "Ich vergleiche diese grundlegende Datenanlage für Industrie 4.0 gerne mit dem Buchdruck – der kulturellen Revolution. Die Herstellung der einzelnen Lettern hat zunächst sehr lange gedauert. Waren sie aber erstellt, konnten sie fast unzählige Flugblätter in kurzer Zeit drucken. Und wenn die Lettern anders zusammengestellt wurden, waren sie die Grundlage für ein ganz neues Flugblatt völlig anderen Inhalts."

Bereits heutzutage sind die unterschiedlichsten Szenarien denkbar, wenn die Werkzeugdaten allumfänglich gepflegt sind und von verschiedensten Bereichen genutzt werden können: Roboter können Werkzeughalter, schneidende Einzelkomponenten und Zubehör gemäß einer vorgegebenen Stückliste aus den Lagerschränken entnehmen, auf Werkzeugwagen lagern und zu Montagestationen befördern. Dort werden die Werkzeuge automatisch montiert, vom Einstellgerät vermessen und anschließend zur Maschine transportiert.
Auch die Auswahl der Werkzeuge sowie das Einsetzen in die Maschine einschließlich der Datenübertragung können automatisch erfolgen. Während des Fertigungsprozesses simuliert die Maschinensteuerung ununterbrochen den Weg des Werkzeugs mit dessen realer Istkontur, die zuvor am Einstellgerät gescannt wurde, und gleicht dies mit den Geometrien innerhalb der Fertigungszelle ab. Im Falle eines rechnerisch ermittelten Maschinen-Crashs kann die Maschinensteuerung eingreifen und die Maschine zum Stehen bringen – vor dem Crash.

"All diese Szenarien", bringt es Vertriebsleiter Schwennig auf den Punkt, "haben wir stets im Auge und legen deshalb jedem unserer Kunden eindringlich ans Herz, in die Datenanlage als Grundlage für die Digitalisierung und Industrie 4.0 zu investieren. Denn auf Dauer ist der manuelle Eingriff nicht nur zu langsam und damit zu teuer, sondern auch zu unsicher." vg