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antriebstechnik 10/2016

antriebstechnik 10/2016

STEUERN UND

STEUERN UND AUTOMATISIEREN Industrie 4.0 aus Ostwestfalen-Lippe Assistenzsysteme, selbstoptimierende Maschinen und virtuelle Inbetriebnahme Wolfgang Marquardt In Transferprojekten des Spitzenclusters it´s OWL können kleine und mittlere Unternehmen neue Technologien nutzen, um ihre Produktion zu optimieren. Venjakob hat ein Konzept für selbstkorrigierende Lackieranlagen entwickelt. Steute konnte ein Assistenzsystem für die Montage von Fußschaltern einführen und Elha Maschinenbau die Inbetriebnahme von Fertigungsanlagen virtualisieren. Wolfgang Marquardt ist Prokurist bei der OstWestfalen- Lippe GmbH in Bielefeld Big Data, immer komplexere Maschinen und vernetzte Produktion: Die zunehmende Digitalisierung stellt insbesondere kleine und mittlere Unternehmen (KMU) vor Herausforderungen. Konkrete Hilfestellungen bietet das Technologie-Netzwerk it´s OWL – Intelligente Technische Systeme OstWestfalenLippe. 180 Unternehmen und Forschungseinrichtungen entwickeln konkrete Lösungen für intelligente Produkte und Produktionsverfahren. In Transferprojekten können KMU in Kooperation mit einer Forschungseinrichtung neue Technologien nutzen, um konkrete Herausforderungen im Kontext Industrie 4.0 zu lösen. Anwendungsbereiche sind z. B. intelligente Regelungsverfahren, intui- tive Bedienschnittstellen, die Vernetzung von Maschinen oder disziplinübergreifende Produktenwicklung (Systems Engineering). Die Resonanz und die Rückmeldungen aus der Wirtschaft sind sehr gut. 73 Projekte wurden bereits erfolgreich umgesetzt, 57 weitere sind gerade gestartet. Assistenzsysteme für die Montage Das Unternehmen Steute Schaltgeräte mit Sitz in Löhne hat z. B. Technologien der Mensch-Maschine-Interaktion eingesetzt, um die Fertigung von komplexen Fußschaltern zu verbessern. Die Schalter werden in der Medizintechnik z. B. bei der Durchführung von Augenoperationen eingesetzt. Die anspruchsvolle Montage erfolgt in Handarbeit und erfordert höchste Präzision. In einem Transferprojekt hat Steute in Zusammenarbeit mit der Universität Bielefeld ein intelligentes und intuitives Assistenzsystem entwickelt, das die Arbeitsabläufe über eine grafische Benutzerschnittstelle erklärt. Über einen Touchscreen wird dem Mitarbeiter mithilfe von Bildern und Filmen gezeigt, wie die Einzelkomponenten korrekt zu montieren sind. Die Tiefe der angezeigten Informationen berücksichtigt dabei auch den Erfahrungsstand der Mitarbeiter, sodass erfahrene Mitarbeiter nicht in ihrer Produktivität eingeschränkt werden. Durch das Assistenzsystem müssen die Mitarbeiter nicht mehr in umfangreichen

STEUERN UND AUTOMATISIEREN 01 03 02 01 Über einen Touchscreen wird bei Steute angezeigt, wie komplexe Fußschalter korrekt montiert werden 02 Durch Verfahren des maschinellen Lernens wird eine vorausschauende Wartung bei Lackieranlagen möglich 03 Durch System Engineering kann die virtuelle Inbetriebnahme verdoppelt werden Anweisungen blättern, um die korrekte Abfolge der Arbeitsschritte zu finden. Ablaufstörungen können direkt mit Kamerabildern und weiteren Erläuterungen an den Fertigungsleiter weitergegeben werden. Darüber hinaus kann das System auch zur Einarbeitung von Mitarbeitern genutzt werden. Die mitdenkende Lackieranlage Der Lackieranlagenhersteller Venjakob aus Rheda-Wiedenbrück hat in einem Transferprojekt mit dem Heinz Nixdorf Institut der Universität Paderborn untersucht, welche Möglichkeiten der Selbstoptimierung sich bei Lackieranlagen ergeben. Dabei wurde eine typische Anlage betrachtet, die u.a. die Prozessschritte Entstaubung, Ionisierung, CO 2 -Schneestrahlen, mehrschichtige Lackierung und Trocknung beherrscht. In dem Projekt wurden neue Funktionen entwickelt, mit denen die Anlage eigenständig Veränderungen in einzelnen Prozessparametern erkennt und entsprechend „gegensteuert“ bzw. nachgeordnete Prozesse anpasst. Bei der Reinigung neutralisiert beispielsweise ein Ionisierstab geladene Staubkörner auf dem Werkstück und ermöglicht so deren Beseitigung. Anschließend werden die Staubkörner mit Druckluft entfernt, dies vervollständigt den Reinigungsprozess. Wenn nun die Leistung des Ionisierstabs nachlässt und die Wartung nicht rechtzeitig erfolgt, wirkt sich das auf den gesamten Lackierprozess aus: Es verbleiben Staubkörner auf dem Werkstück und werden einlackiert. Infolgedessen ist das Werkstück unbrauchbar. Um solche Störungen zu verhindern, soll maschinelles Lernen zur vorausschauenden Wartungsplanung eingesetzt werden (Condition Monitoring). Virtuelle Inbetriebnahme Gerade im Sondermaschinenbau werden die Maschinen immer komplexer. Zugleich wünschen die Kunden kürzere Liefer- und Inbetriebnahmezeiten. ELHA Maschinenbau – Hersteller aus von Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren aus Hövelhof – und die Fraunhofer Einrichtung Entwurfstechnik Mechatronik in Paderborn haben sich daher in einem Transferprojekt vorgenommen, möglichst viele Schritte der Inbetriebnahme zu virtualisieren. Dabei sollte auch der Tatsache Rechnung getragen werden, dass die Sondermaschinen je nach Kundenwunsch mit CNC-Steuerungen verschiedener Hersteller ausgestattet sind. Nach einer Untersuchung unterschiedlicher Tools der virtuelle Inbetriebnahme (VIBN) wurde „ISG virtuos“ der ISG Industrielle Steuerungstechnik GmbH ausgewählt. Bei Tests an einer Werkzeug- und einer Formenbaumaschine mit unterschiedlichen Steuerungsfabrikaten zeigte sich, dass alle erforderlichen Funktionslogiken programmiert und somit alle realen Funktionen abgebildet werden konnten. Zudem war es möglich, Systemelemente des Systems Engineering in die VIBN zu implementieren. Im Ergebnis wurde der Anteil der Inbetriebnahme-Aufgaben, die virtuell erledigt werden können, von 40 auf 80 % verdoppelt. Somit verkürzt sich die Zeit für die Inbetriebnahme vor Ort deutlich. Außerdem können die Konstrukteure bei auftretenden Fehlern viel schneller reagieren, weil sich die Maschine noch in der Fertigung befindet. Elha will nun die VIBN mit allen relevanten Steuerungsfabrikaten durchführen und auch auf weitere Maschinen- und Anlagentypen wie z. B. robotergestützte Automatisierungs- und Werkzeugwechselsysteme übertragen. Unterstützungsangebote für KMU Das Veranstaltungsprogramm solutions bietet 33 Veranstaltungen zu neuen Technologien für Industrie 4.0 (www.solutionsowl.de). Im Projekt „Industrie 4.0 für den Mittelstand“ werden Schulungen, Quick Checks und lernende Netzwerke für KMU umgesetzt. Und das Kompetenzzentrum für den Mittelstand „Digital in NRW“ unterstützt KMU durch praxisnahe Angebote bei der Digitalisierung von Produkten, Produktion und Prozessen. Bilder: Aufmacher Universität Bielefeld, 01 Steute, 02 Venjakob, 03 Elha www.its-owl.de/transfer antriebstechnik 10/2016 51

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