Der Schwerpunkt der Schlote-Gruppe ist die Bearbeitung von Metallteilen für die Automobilindustrie in Mittel- und Großserien. (Quelle: Fotografie Hanuschke)
In der Serienfertigung von Automobilteilen werden häufig Gussteile durch spanabhebende Verfahren weiterverarbeitet. Genau in diesem Bereich hat die mittelständische Schlote-Gruppe ihren Schwerpunkt. An neun Standorten weltweit verfügt das Unternehmen über einen umfangreichen Maschinenpark für die Metallbearbeitung und weitere Fertigungsprozesse. Bohren, Drehen, Fräsen und andere Zerspanungstechniken gehören zum Standardrepertoire, um Motor-, Getriebe- und Fahrwerkskomponenten zu bearbeiten. Für eine ausgezeichnete Qualität und hohe Effizienz kommen moderne CNC-Bearbeitungszentren sowie automatisierte Fertigungslinien zum Einsatz. Gemäß dem Firmenmotto „Erfolgreich durch innovative Technologie“ arbeitet die Schlote-Gruppe stets daran, die Fertigung zu verbessern und die Abläufe zu optimieren. „Die Digitalisierung bietet uns hier große Potenziale“, ist Sascha Carell überzeugt, der als Teamleiter MES in der Gruppe für die IT im Fertigungsumfeld verantwortlich ist.
Regelmäßiger Werkzeugwechsel
Im Schlote-Werk Harsum liegt der Schwerpunkt auf der Bearbeitung von Stahlteilen. Deshalb unterliegen die Werkzeuge in den Bearbeitungszentren einem hohen Verschleiß. Je nach Rahmenbedingungen haben die einzelnen Werkzeuge nur eine Standzeit von einigen Dutzend Bearbeitungszyklen. Im Mittel müssen die Mitarbeiter in der Fertigung zwei bis drei Werkzeuge pro Minute an einem der zahlreichen Bearbeitungszentren wechseln. Für jedes Werkzeug, das einen bestimmten Bearbeitungsschritt ausführt, ist eine maximale Anzahl von Bearbeitungszyklen festgelegt, nach der das Werkzeug getauscht werden muss. Der rechtzeitige Werkzeugwechsel vermeidet weitgehend, dass es zu einem ungeplanten Anlagenstillstand durch Werkzeugbruch kommt. „Die Herausforderung besteht darin, alle Bearbeitungszentren gleichzeitig zu überwachen, um den Werkzeugwechsel rechtzeitig durchzuführen“, sagt S. Carell und fügt an: „Für diese Aufgabe waren wir auf der Suche nach einer digitalisierten Lösung.“
Daten aus der Steuerung der Werkzeugmaschine
Die notwendigen Daten – in diesem Fall die Anzahl der Bearbeitungszyklen seit dem letzten Werkzeugwechsel – sind in der CNC-Steuerung der Werkzeugmaschine vorhanden. Die Herausforderung besteht aber darin, aus den Maschinen die jeweils richtigen Daten zu extrahieren und an ein übergeordnetes System weiterzuleiten. Die Werkzeugmaschinenhersteller bieten solche Lösungen zwar auch an, allerdings sind sie herstellerspezifisch. Eine Übersicht über die Daten des gesamten Maschinenparks, der aus Maschinen verschiedener Hersteller besteht, ist damit nicht möglich.
Eine optimale Lösung hat die Schlote-Gruppe mit dem edge-Connector 840D von Softing gefunden. Er liest die Daten aus den Sinumerik-Steuerungen der Bearbeitungszentren aus. „Wir setzen in unserer IT Windows-Server als Standard ein“, erklärt S. Carell, „diese bieten ein Linux-Subsystem, auf dem wir den edgeConnector 840D, einen Docker-Container, installieren.“ Die Kommunikation mit dem Maschinenpark funktioniert dann einfach über das hausinterne Netzwerk. Für Maschinen, die mit einer Steuerung vom Typ Sinumerik 840D Powerline ohne Ethernet-Schnittstelle ausgestattet sind, bietet Softing einen passenden Adapter für die serielle Schnittstelle der Steuerung an.
Die Konfiguration der Software erfolgt einfach über ein Web interface. Die Variablen sowohl des Steuerungs- als auch des NC-Teils können in den entsprechenden Tools ausgewählt werden. Diese erzeugen dann Dateien, die der edgeConnector einlesen kann. „Besonders wichtig war es für uns“, betont S. Carell, „dass wir eine Lösung haben, die auch auf die Daten des NC-Teils zugreifen kann und diese einfach zur Verfügung stellt. Diese Prozessdaten listet Softing mit dem edgeConnector übersichtlich in einem Prozessdatenbaum auf.“ Entscheidend ist für Schlote in dieser Anwendung der Tool Monitoring Counter. Er zeigt an, wie viele Teile noch bis zum nächsten Werkzeugwechsel bearbeitet werden können. Sobald sich dieser Zähler mit hinterlegtem maximalem Wert „Null“ annähert, muss ein Mitarbeiter das Werkzeug wechseln.