Zerspanungswerkzeug

Werkzeugverschleiß an Zerspanungswerkzeugen lässt sich mit IoT aus Maschinen- und Prozessdaten laufend ablesen. Betreiber erkennen Bruch, Rattern und Abnutzung früher, schonen teure Rohteile und haben Ersatz zur Hand, wenn ein Werkzeug aufgebraucht ist.

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Zerspanungswerkzeug auf einen Blick

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Verifizierte Projekte mit Zerspanungswerkzeug

Bügelsäge mit Kühlschmiermitteltank und Füllstandsensor, per Mobilfunk-Gateway io-key von ifm an die Plattform moneo angebunden

Condition Monitoring

Werkzeugverschleiß erkennen und Werkzeuge rechtzeitig bereitstellen

In den Lösungsbeispielen verknüpft Schaeffler Digital Solutions einen Industrie-PC mit der Maschinensteuerung. Die Software autinityHub meldet kurzfristige Ereignisse wie Werkzeugbruch, Rattern beim Zerspanen oder überzogenen Werkzeugverschleiß und legt bei Abweichungen automatisch einen Instandhaltungsauftrag in SAP an. Siemens zeichnet mit Industrial Edge for Machine Tools neben Strömen und Lagewerten auf, welches Werkzeug wann eingewechselt wurde und welche Geometrie es hatte. In einem Testbed von Wandelbots erkennt eine lernfähige Anwendung in der SAP Business Technology Platform den Abnutzungsgrad von Werkzeugen am Roboterkopf aus Performancedaten. Für die Versorgung sorgen vernetzte Ausgabeautomaten, die Entnahmen über 4G und 5G an SAP melden.

Die Beispiele stammen aus Metall und Elektronik, Automobil sowie Maschinen- und Anlagenbau, als Werkzeugverschleiß-Erkennung, Qualitätskontrolle und Bestandsmanagement. CERATIZIT, dessen weltweit 1.000 Tool-O-Mat-Automaten in 22 Ländern mit SAP kommunizieren, hat die Automaten mit Materna an die Cloud angebunden, Eingriffe vor Ort sind seitdem sehr selten. Mit den Edge-Apps von Siemens wird ein Fräsprozess erst virtuell optimiert, sodass teure Titan-Rohteile und Spezialwerkzeuge nicht für Versuche verloren gehen. ifm überwacht mit dem io-key den Kühlschmierstoff einer Bügelsäge per Mobilfunk, damit das Sägeblatt nicht trocken läuft und verschleißt.

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Häufige Fragen zum Werkzeugverschleiß

Wie lässt sich Werkzeugverschleiß mit IoT erkennen?

Werkzeugverschleiß lässt sich an Veränderungen in den Maschinen- und Prozessdaten erkennen, etwa an Strömen, Lagewerten oder Vibrationen. Die Software autinityHub von Schaeffler Digital Solutions erfasst sämtliche Betriebsdaten und benachrichtigt bei überzogenem Werkzeugverschleiß oder Rattern beim Zerspanen. Die Daten stammen von einem Industrie-PC an der Maschinensteuerung, auch bei älteren Maschinen unterschiedlicher Hersteller. Bei Abweichungen von Soll-Werten entsteht automatisch ein Auftrag für die Instandhaltung in SAP.

Wie meldet ein IoT-System einen Werkzeugbruch?

Ein IoT-System meldet einen Werkzeugbruch, indem es die Betriebsdaten der Maschine laufend mit Soll-Werten vergleicht und bei einem kurzzeitigen Ereignis sofort benachrichtigt. autinityHub von Schaeffler Digital Solutions bietet dafür neben Langzeitanalysen automatische Meldungen bei Werkzeugbruch und Qualitätsschwankungen. Der Anwender wird direkt informiert, oder das System legt automatisch einen Instandhaltungsauftrag über SAP an. Programmierkenntnisse sind für Installation und Nutzung nicht nötig.

Wie funktioniert ein vernetztes Werkzeugausgabesystem?

Ein vernetztes Werkzeugausgabesystem gibt Werkzeuge vor Ort aus und meldet jede Entnahme an das zentrale System. CERATIZIT bestückt seine Tool-O-Mat-Automaten mit bis zu 840 Produkten, bedient werden sie mit dem normalen Werksausweis. Gemeinsam mit Materna wurden die Automaten an die Cloud angebunden: Verbrauchsdaten fließen über 4G und 5G nächtlich ins SAP-System, Updates und Werkzeugkataloge kommen zurück. Störungen lassen sich per Fernzugriff beheben, etwa mit einem Neustart.

Warum sollte man den Kühlschmierstoff überwachen?

Fehlt Kühlschmierstoff, verschleißt das Werkzeug stark, bei einer Bügelsäge etwa das Sägeblatt. Der Tank fasst dort nur rund 50 Liter, Verschleppung am Material und Verdunstung senken den Füllstand schnell. ifm misst ihn mit einem Füllstandsensor, der io-key sendet den Wert ohne vorhandene IT-Infrastruktur per Mobilfunk an moneo. Sinkt der Pegel, gehen Warnungen per E-Mail oder Teams an den zuständigen Kollegen, Kontrollgänge entfallen.

Weitere Assets in „Komponenten & Geräte“

Filter

Filterüberwachung mit IoT misst den Differenzdruck über dem Filter und zeigt, wie stark er verschmutzt ist. Betreiber wechseln Filter dann, wenn es nötig ist, vermeiden verstopfte Filter und Stillstände und sparen Energie und Material.

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Beleuchtung

Lichtmanagement mit IoT steuert die Beleuchtung in Büros, Hallen, Filialen und an Werbeanlagen nach Anwesenheit, Helligkeit und Zeitplan und überwacht jede Leuchte aus der Ferne. Betreiber senken den Stromverbrauch und erfahren sofort von Ausfällen.

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Energiekette

Eine Energiekette mit IoT-Sensorik meldet laufend, wie es um die Leitungsführung beweglicher Anlagen steht. Betreiber erfahren von Überlast, Blockaden oder Kettenbrüchen, bevor die Maschine steht, und planen den Kettentausch nach tatsächlicher Nutzung.

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Stromzähler

Zählerfernauslesung bei Stromzählern heißt: Zählerstände laufen per Funk, Mobilfunk oder Impulsadapter in eine Plattform, ohne Ablesung vor Ort. Betreiber rechnen genauer ab und sehen, wo im Gebäude oder in der Produktion Energie verbraucht wird.

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Elektrowerkzeug

Prozessdatenerfassung an Elektrowerkzeugen bindet Nietgeräte, Schrauber und Akku-Werkzeuge in die vernetzte Fertigung ein. Jeder Arbeitsschritt wird dokumentiert, Fehlversuche fallen auf, und die Daten fließen in Qualitätssicherung und Produktionssteuerung.

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Ladesäule

Lademanagement verteilt die verfügbare Leistung am Standort auf alle Ladesäulen und Ladepunkte und überwacht sie aus der Ferne. Betreiber vermeiden Überlastungen des Netzanschlusses, binden Photovoltaik und Speicher ein und rechnen Ladevorgänge automatisch ab.