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Schlagwort: Industrie 4.0
Fördermaßnahme: Intelligente Vernetzung in der Produktion - Ein Beitrag zum Zukunftsprojekt Industrie 4.0
Forschungsziel: Um Werkzeuge, z. B. zur Zerspanung von Kunststoff, Holz und Metallen, in der automatisierten Fertigung passend einsetzen zu können, muss der Werkzeughersteller dem Werker oder Maschineneinrichter die realen Maße und geeigneten Betriebsparameter, wie z. B. die optimale Drehzahl, mitteilen. Diese sind auf der sogenannten Werkzeugbegleitkarte, die immer beim Werkzeug verbleibt, vermerkt. Durch Nachschärfen der Werkzeuge verändern sich die realen Maße und werden über den Lebenszyklus des Werkzeugs permanent fortgeschrieben. Bei jeder Verwendung des Werkzeugs auf einer Werkzeugmaschine müssen die aktuellen Korrektur- und Betriebsparameter am Bedienterminal der Werkzeugmaschine eingegeben werden. Dies ist fehleranfällig und kostenintensiv. Zwar existieren einzelne Insellösungen, um werksintern Werkzeugdaten automatisiert auf einzelne Maschinen zu übertragen, unternehmensübergreifende Systeme oder standardisierte Branchenlösungen existieren jedoch nicht. Der mediale Bruch zwischen Werkzeugherstellung, -einsatz, -schärfdienst und -vermessung ist bis heute nicht überwunden.
Dipl.-Ing. Rüdiger Sehorz
+49 721 608-25287
ruediger.sehorz@kit.edu
Problemstellung
Um Werkzeuge, z. B. zur Zerspanung von Kunststoff, Holz und Metallen, in der automatisierten Fertigung passend einsetzen zu können, muss der Werkzeughersteller dem Werker oder Maschineneinrichter die realen Maße und geeigneten Betriebsparameter, wie z. B. die optimale Drehzahl, mitteilen. Diese sind auf der sogenannten Werkzeugbegleitkarte, die immer beim Werkzeug verbleibt, vermerkt. Durch Nachschärfen der Werkzeuge verändern sich die realen Maße und werden über den Lebenszyklus des Werkzeugs permanent fortgeschrieben. Bei jeder Verwendung des Werkzeugs auf einer Werkzeugmaschine müssen die aktuellen Korrektur- und Betriebsparameter am Bedienterminal der Werkzeugmaschine eingegeben werden. Dies ist fehleranfällig und kostenintensiv. Zwar existieren einzelne Insellösungen, um werksintern Werkzeugdaten automatisiert auf einzelne Maschinen zu übertragen, unternehmensübergreifende Systeme oder standardisierte Branchenlösungen existieren jedoch nicht. Der mediale Bruch zwischen Werkzeugherstellung, -einsatz, -schärfdienst und -vermessung ist bis heute nicht überwunden.
Zielstellung
Ziel des Forschungsprojekts tool cloud ist es daher, die werkzeugindividuellen Betriebs- und Korrekturdaten für alle Beteiligten in digitaler Form permanent zur Verfügung zu halten. Damit kann eine Reduktion oder gar Eliminierung der manuellen Eingaben und händischen Dokumentationen in der gesamten Werkzeug-Supply-Chain erreicht werden.
Vorgehensweise
Hierfür wird eine neuartige digitale Werkzeugbegleitkarte entwickelt, die die relevanten Parameter jederzeit verfügbar in der Cloud vorhält. Dazu werden die Werkzeuge mit passenden und zu erarbeitenden, maschinenlesbaren Kennzeichen, wie z. B. 2D-Barcodes oder RFID-Transpondern, versehen. Diese stellen den Bezug zum zugehörigen Datensatz in der Cloud her. Damit werden Werkzeugdaten, insbesondere auch Werkzeugbewegungs- und -einsatzdaten, in einem einzigen System zusammengeführt. Dadurch lässt sich der eingesetzte Werkzeugbestand optimal überwachen und steuern und dessen Verschleiß kann in Echtzeit aufgezeigt werden. Das Gesamtsystem wird prototypisch implementiert, ausgewählte Pilot-maschinen bei den beteiligten Projektpartnern mit der passenden Technik ausgestattet und erstmalig in Betrieb genommen.
Ergebnisse und Anwenderpotenzial
Durch ToolCloud kann eine enorme Zeitersparnis bei Rüstvorgängen und beim Einrichten der Maschinen erzielt werden. Gleichzeitig wird durch Vermeidung von Fehlern aufgrund durchgängiger Automatisierung die Sicherheit signifikant erhöht sowie die Häufigkeit von Ausschuss und Werkzeug- bzw. Maschinencrashs deutlich reduziert. Das Gesamtsystem wird nach Projektabschluss bis zur Produktreife ausgebaut, um auch in weiteren Sparten und Branchen, wie z. B. bei Metallbearbeitungsmaschinen oder der Automobilproduktion, seine Anwendung zu finden.
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