Web-basiertes Tele-Management für Werkzeugmaschinen

Wie aus einer Fräsmaschine ein Informationsserver mit internetfähiger Maschinensteuerung zur Prozessüberwachung wird, zeigt das Institut für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb IFF auf der EMO Hannover 2001 in Halle 12 E 90.

Immer mehr Kunden verlangen Mehrwertdienste für den Betrieb ihrer Maschinen: unterstützende Maßnahmen, die die Wertschöpfung mit ihren Maschinen und Anlagen verbessern. Dieser Service kann vom Anlagenbauer erbracht werden oder auch von einem darauf spezialisierten Dienstleister. Um solche Mehrwertdienste wirtschaftlich sinnvoll anbieten zu können, ist eine vernetzte Produktion erforderlich, die Spezialistenwissen auch in entfernteste Fertigungseinrichtungen trägt. Erste Voraussetzung dafür ist eine genaue Kenntnis der Anlagen vor Ort. Eine der größten Hürden, die es dabei zu überwinden gilt, sind die herstellerspezifischen Steuerungen. Sie können einen direkten Zugriff auf die eingesetzten Maschinen erheblich erschweren. Internetbasierte Technologien eröffnen neue Möglichkeiten, diese Hürde zu überwinden. »Es ist aber absehbar, dass der Einsatz des TCP/IP-kompatiblen Ethernets die Problematik der herstellerspezifischen Steuerungen entschärfen wird«, erklärt Marcus Stolz vom Institut für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb (IFF) der Universität Stuttgart. Das universitäre Partner-Institut des Fraunhofer IPA arbeitet an den wissenschaftlichen Grundlagen für eine Integrationsplattform, die herstellerunabhängig Maschinen-, Prozess- und Produktdaten verwaltet, um sie einer Analyse zugänglich zu machen.

»Mit der Integrationsplattform sollen Maschinen und Prozesse über ein web-basiertes Tele-Management optimierbar werden«, sagt Projektleiter Stolz. Dabei ist unerheblich, ob die Optimierung innerbetrieblich erfolgt, durch ein externes Dienstleistungsunternehmen oder im Rahmen eines Betreibermodells, in dem ein Betreiber für den gesamten Fertigungsprozess verantwortlich ist und in dem der Produzent nur noch die fehlerfreien Teile bezahlt. Gemeinsam ist allen Möglichkeiten, dass das Wissen über die Maschine bzw. deren Fertigungsprozesse zentral zur Verfügung steht und nicht jeder Mitarbeiter bei einer Produktionsänderung »das Rad neu erfinden muss«, so Stolz.

Für die EMO 2001 in Hannover (Halle 12 E 90) realisierten Marcus Stolz und sein Team einen Aufbau, der bereits einzelne Funktionen der Integrationsplattform zeigt: Durch eine am IFF entwickelte Steuerungsschnittstelle avanciert die Bearbeitungsmaschine – eine Mikrofräsmaschine der Firma Kugler GmbH, Salem, mit einer PMAC-Steuerung – zum webbasierten Informationsserver. Die Daten werden über eine TCP/IP-Schnittstelle auf Analyse- bzw. Visualisierungsprogramme übertragen, die ein exaktes Tele-Management des Fertigungsprozesses ermöglichen. Sie zeigen online die realen Bewegungen der Maschine und den Bearbeitungsfortschritt des Werkstückes in einer Virtual Reality-Simulation. Eine Parametervisualisierung in Echtzeit gibt in einer Art »Fahrtenschreiberdarstellung« die wichtigsten Parameter der Maschine wieder – wie Achswerte, Werkzeuggeschwindigkeit oder Achsbeschleunigungen. Ein Daten-Logger liest vorher spezifizierte Werte aus der Steuerung aus, speichert sie als Excel-Datei ab und macht sie damit für eine anschließende Weiterverarbeitung und Analyse zugänglich. »So können ortsunabhänigige Spezialisten die NC-Programme und Werkzeugspezifikationen so anpassen, dass die Maschine in einem prozesssicheren Optimum arbeitet«, sagt Marcus Stolz.

Alle Systeme sind komponentenorientiert aufgebaut und laufen auf Standard-Windows-PCs. So wird sichergestellt, dass diese Technologien auch ohne hohe Investitionskosten überall sinnvoll einsetzbar sind.

Ihr Ansprechpartner für weitere Informationen:
Institut für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb IFF der Universität Stuttgart
Dipl.-Ing. Marcus Stolz
Telefon: 0711/970-1384,
Telefax: 0711/970-1220,
E-Mail: mqs@iff.uni-stuttgart.de