User Insights Made by MCU

Transkript

1 GmbH & Co. KG Made by MCU Toolinspect entspricht den aktuellen UL-Richtlinien n Der ideale Treffpunkt Die kontinuierliche Verbesserung von Effizienz, Prozesssicherheit und Produktivität ist auch in Zukunft die Herausforderung für metallverarbeitende Unternehmen. Das wird unter anderem auch zur AMB 2014 zentrales Thema sein. MCU wird dem mit Neu- und Weiterentwicklungen in nichts nachstehen. So werden wir u.a. mit DIGILOG eine absolute Neuheit im Bereich Oberflächenprüfung in der Werkzeugmaschine präsentieren. Wie man mit einem System die komplette Steuerungsvielfalt abdeckt, zeigt das Beispiel des Unternehmen WST mit der INDEX Vertikaldrehmaschine V160 und der VL-Baureihe von EMAG. Außerdem präsentieren wir über den Mod-BUS eine direkte Verbindung mit der SEQUOIA Kollisionsbox sowie Toolinspect als eigenständiges Modul zur Überwachung des Werkzeugverschleißes und einer Anbindung an die Werkzeugverwaltung.

2 n Mit Toolinspect schneller zum Serienstart Mit den Standardüberwachungen hatte man bei den Drehzentren von EMAG und INDEX bereits gearbeitet. Standards, die als reine Softwarelösungen zu sehen sind und Werkzeugbruch oder einen Crash verhindern. Bis zu einem Bohrungsdurchmesser von 8 mm gelten diese Lösungen auch als relativ sicher. Einschränkungen beginnen allerdings beim Gewinde schneiden, weil die Überwachung nur mit einer Überlastgrenze arbeiten. Diese Einschränkung war es auch, die dem Unternehmen MCU den Einstieg mit der Prozessüberwachung Toolinspect bei WST ermöglichte. Konkret ging es um ein Gewinde, das auf einer EMAG VL 5i gefertigt wurde. Eine Besonderheit war, dass die Bearbeitung nicht mit einem gewöhnlichen Drehwerkzeug erfolgt sondern mit einem angetriebenen Werkzeug realisiert wird. Mit einem System die komplette Steuerungsvielfalt abdecken Diese Erfahrungen waren es, die dazu geführt haben, dass man auch in der neuen Vertikaldrehmaschine V160 von INDEX die Integration von Toolinspect forderte. INDEX setzte bislang aber neben der eigenen Standardüberwachung auf das System eines anderen Herstellers. So war neben WST auch Überzeugungsarbeit von Uwe Schröter, Geschäftsführer bei MCU gefordert: Glücklicherweise kam in diesem Fall die Forderung nach Toolinspect über den Kunden WST. So hatten wir die Gelegenheit unser System mit allen Vorteilen auch bei INDEX vorzustellen. Für den Maschinenhersteller sind die vorrangig in der Tatsache zu sehen, dass Toolinspect bei allen gängigen Steuerungen mit den entsprechenden Zertifizierungen und Betriebssystemen einsetzbar ist. Zudem lassen sich mit unserem System Prozesshistorien abspeichern, so Prozesse optimieren und zusätzlich optionale Funktionen aufschalten. Die Steuerungsvielfalt speziell bei der VL-Baureihe von EMAG deckt Toolinspect so also mit und ohne Visualisierung mit ein und demselben System ab. Zu den genannten Optionen dagegen zählt unter anderem auch der Werkzeugverschleiß, den man bei WST inzwischen auch bei den Drehmaschinen von Schuster im Einsatz hat. Auch hier hat man sich, so Waldemar Fischer, Einrichter/Programmierer bei WST bewusst für Toolinspect entschieden: Es war vor allem der hohe Einrichteaufwand bei den anderen Systemen, der unsere Entscheidung beeinflusst hat, denn speziell bei den Rohlingen mit den unterschiedlichen Aufmaßen und teilweise auch den geometrischen Abweichungen wäre das zu zeit- und personalintensiv geworden. Dass bei den Maschinen von Schuster der Werkzeugverschleiß integriert ist, hat allerdings noch andere Gründe: an den EMAG Maschinen war das bislang nicht möglich. Diese Maschinen verfügen über eine Steuerung von Fanuc mit einem geschlossenen Bedienfeld. Für die Funktion Werkzeugverschleiß sind allerdings eine Datenbank sowie eine manuelle Die Vertikaldrehmaschine V160 mit Toolinspect arbeitet bei WST als Prototyp. Überzeugen kann das System vor allem wegen dem einfachen Einrichten und Bedienen. Auf Grund der durchweg positiven Erfahrungen sind mittlerweile alle sechs EMAG VL 5i mit Toolinspect ausgerüstet. So so entschied man sich in Löffingen für Toolinspect. Dazu Thomas Faller, Fertigungsleiter Futter bei WST: Zunächst ist es so, dass jede Maschine unter einem Crash oder Werkzeugbruch leidet. Da wir ausschließlich mit hochwertigen Maschinen arbeiten, müssen wir solche Fehler, ja die etappenweise Zerstörung der Maschinen über eine Prozessüberwachung minimieren. Das Problem solcher Systeme liegt allerdings meist darin, dass sie einen sehr hohen Pflegeaufwand erfordern und in der Handhabung nicht einfach sind. Das ist bei Toolinspect anders. Die Überwachung ist völlig problemlos zu integrieren und zu bedienen, man kann kaum etwas falsch machen. Gemeint sind damit die möglichen Feinjustierungen vergleichbarer Systeme, die allerdings Mitarbeiter mit entsprechendem Knowhow erfordern. Einstellung notwendig. Dieses Problem sollte aber jetzt mit dem inzwischen eignen Bedienfeld bei EMAG behoben sein. Thomas Faller (li.) und Waldemar Fischer (re.): Bei uns geht es um die Serienfertigung, die alle zwei bis drei Monate mit einem neuen Bauteil beginnt. Da bleibt uns nicht die Zeit, dass wir uns zwei bis drei Tage intensiv mit einer Prozessoptimierung beschäftigen.

3 n Toolinspect II mit Sensorbus SETAC FULL PROFIBUS-DP, PROFINET und MOD-BUS-TCP zur Verfügung hat MCU das System nun um den SENSOR-BUS SETAC FULL erweitert. Die Funktionsweise ist dabei denkbar einfach: Über den Mod-BUS findet eine direkte Verbindung mit der SEQUOIA Kollisionsbox statt. Der SEQUOIA Sensor, IP 67, also im Arbeitsraum problemlos einsetzbar, der eine Mikrokontrolle integriert hat, greift die Daten ab, über Toolinspect werden diese dann visualisiert. Das heißt, bei diesem System handelt es sich um ein kompaktes mit der MEMS Technologie integriertes Instrument, das eine dreiachsige Vibrationsüberwachung übernimmt und die Kollisionsüberwachung als Gesamtlinie betrachtet. Man kann so nachvollziehen, in welchem Bereich die Spindel arbeitet. Zusätzlich besteht die Möglichkeit einer FFT Analyse, um Beschleunigung und Geschwindigkeit, Verschiebung zu messen. Mit Toolinspect II und den damit verbundenen Betriebssystemen Windows, Linux und Android hat das Unternehmen MCU bereits 2013 für Furore gesorgt. Dabei erfolgte die Anbindung der Toolinspect-Box an die SPS bzw. CNC-Steuerung über eine flexible Schnittstellenkarte. Standen zu diesem Zeitpunkt noch SETAC FULL wird von MCU in zwei Ausbaustufen angeboten: Zum einen ist das die Voll Überwachung. Zum anderen eine Basic-Überwachung. In dieser Variante schreibt arbeitet das System als Datenlogger, gibt also keine Meldung an die Maschine. So bleibt es die Entscheidung des Maschinenherstellers oder des Anwenders ob einen Schnellabschaltung innerhalb einer Millisekunde vollzogen werden soll oder man nur mitloggen will. Hervorzuheben ist, dass im Datenlogger mit Sensor alles digital verarbeitet wird. So können auch bis zu 30 m Kabel verlegt werden. n Mehr Sicherheit mit der Werkzeugverschleißüberwachung Mit Toolinspect wird nun in einem eigenständigen Modul mit einer Anbindung an die Werkzeugverwaltung selbst Werkzeugverschleiß erkannt. Dazu werden bearbeitungsspezifisch die Kräfte über die Anzahl der gefertigten Werkstücke aufgetragen. Schwankungen, die beispielsweise aus fehlerhafter Werkzeugbeschichtung, schlechtem Anschliff, unzureichender Kühl-Schmiermittelzufuhr entstehen, dagegen sind sofort erkennbar. Außerdem ist ersichtlich ober ein Werkzeug gewechselt oder auch neu eingestellt wurde. So verfügt man in der Gesamtheit über eine Datenbank, einen Werkstückzähler und eine Visualisierung des Anstiegs des Werkzeugverschleißes. Generiert wurde die Werkzeugverschleißüberwachung mittels neuen und alten Werkzeugen, unterschiedliche Bearbeitungssituationen und das Nachschleifen von Werkzeugen, eine Veränderung des Kühl- mitteldrucks oder Materials mit einbezogen. So ist für den Anwender über einen längeren Teilezyklus immer ersichtlich, wie das Werkzeug seinen Zustand verändert. Ein weiteres Novum der Verschleißüberwachung ist die Unabhängigkeit von der Werkzeugverwaltung. So bezieht sich der Verschleiß immer auf das eine Werkzeug.

4 n Alleinstellungsmerkmale orientieren sich am Anwender Bei der Prozessüberwachung geht es im Wesentlichen darum, den gegenwärtigen Zustand eines Prozesses zu erfassen. Allerdings scheiden sich schon bei der Definition Prozessüberwachung die Geister. Für Martin Dowe und Uwe Schröter, Geschäftsführer der MCU GmbH reduziert sich dieser Begriff in der Praxis meist auf eine reine Werkzeugüberwachung. MCU wurde 2005 gegründet und kooperiert schon heute mit nahezu allen namhaften Maschinenbauunternehmen und der Fertigungsindustrie. Wie war das trotz des starken Wettbewerbs in dieser relativ kurzen Zeit möglich? Die MCU Geschäftsführer: Martin Dowe (li.) und Uwe Schröter (re.) Uwe Schröter: Es gab 2005 tatsächlich in diesem Bereich schon etliche Anbieter, die alle eines gemeinsam hatten: die Bedienung der Systeme war sehr komplex und aufwändig. Zu dieser Zeit hatten wir aber einen potentiellen Kunden, der für ein weiterführendes Gespräch mit uns ein System voraussetzte, das mit nur drei Tasten zu bedienen ist. Das haben wir entwickelt und von Beginn an zu unserem Alleinstellungsmerkmal gemacht. Martin Dowe: Eine weitere Idee zu dem System entstand allerdings auch aus der Tatsache, dass die Zerspanung kein konstanter Prozess ist sondern es hier zu starken und auch unterschiedlichen Schwankungen kommt. Konkret meine ich damit, in der Praxis hat man weniger oder mehr Aufmaß, es werden harte oder weiche Materialien bearbeitet. Selbst bei homogenen Werkstoffen kommt es zu Schwankungen, die aus Werkzeugverschleiß, unterschiedlichen Temperaturen, Kühlmittel oder dem Maschinenaufbau resultieren. Genau da lag das Problem für den Anwender. Es waren immer Momentaufnahmen verfügbar. Der Vorteil von Toolinspect liegt deshalb mit darin, dass wir Prozesshistorien speichern können. So lässt sich sehr detailliert beobachten, wie sich ein Prozess entwickelt hat. Im Gegensatz zu anderen Systemen ist das mit dem Toolinspect selbst über mehrere Stunden möglich. Das Knowhow liegt allerdings auch in der Datenreduzierung. Das heißt, wir mussten die Masse an Daten wie Schwankungsbreiten und Kurvenformen mit einem relativ kleinen Prozessor verarbeiten, um die Grenzen automatisiert zu setzen. Heißt das, Toolinspect ist ein System mit dem neben der Werkzeugüberwachung zusätzlich eine Prozessanalyse über mehrere Stunden möglich wird? Und wie definiert man damit Grenzwerte? Martin Dowe: Das ist richtig. Wir definieren Toolinspect als Werkzeugüberwachung mit Prozessanalyse. Zu den angesprochenen Grenzwerten: Bei herkömmlichen Systemen muss man Grenzwerte oftmals manuell einstellen. Kommt es zu Schwankungen führt das unweigerlich zu Problemen. Mit Toolinspect geschieht das automatisch. Das ist eine Fülle an Alleinstellungsmerkmalen. Woraus entstehen die Ideen für solche Entwicklungen? Uwe Schröter: Wir stehen kontinuierlich in enger Verbindung mit den Maschinenherstellern bzw. den Anwendern und setzten uns intensiv und konsequent mit deren Anforderungen auseinander. Das ist sicher auch ein Teil unseres Erfolges. Ein großer Automobilzulieferer hatte beim Maschinenhersteller zum Beispiel den Einsatz unseres Systems zur Bedingung gemacht. Toolinspect wurde eingebaut und hat problemlos funktioniert. Selbst die Maschinenabnahme ging sehr rasch. Deshalb hat sich der Maschinenhersteller Gedanken über eine intensive Zusammenarbeit mit uns gemacht. Mittlerweile kooperieren wir in diesem Bereich mit nahezu allen namhaften Unternehmen und wissen so häufig gar nicht, bei welchem Anwender Toolinspect eingesetzt wird. Für gewöhnlich ist es für uns aber fast schon Routine, gemeinsam mit dem Anwender an seinem Prozess zu arbeiten und die Systeme entsprechend auszulegen. Wie aufgeklärt sind die Anwender und Maschinenhersteller, was derartige Überwachungssysteme angeht? Uwe Schröter: Das ist sehr unterschiedlich. Es gibt bei den Anwendern Mitarbeiter, die sind sehr interessiert und so auch sehr tief in der Materie. Andere wollen nur, dass es läuft. Meine Erfahrungen haben aber gezeigt, dass ältere Mitarbeiter auf Grund der Erfahrungen besser aufgeklärt sind. Allerdings bezieht sich das mehr auf die Anwendung als auf die Funktionsweise der Systeme. Bei den Maschinenherstellern wissen die Techniker meist was Sache ist, der Vertrieb beschränkt sich da häufig auf den Nutzen. Lässt sich Toolinspect auch in vorhandenen Maschinen bzw. bei einem Retrofitting einsetzen? Uwe Schröter: Ja, selbstverständlich. Die Anforderung kommt vom Anwender an das Retrofit-Unternehmen. Meist werden in solche Fertigungsanlagen ja auch neue Steuerungen integriert. So ist das für uns kein Problem.

5 n DIGILOG gemeinsam zu einer bahnbrechenden Kombination Der Wunsch kam von Automobilherstellern und der Serienfertigung. Kostenintensive Werkzeuge wie Ventilsitze, Impeller- Räder oder auch Turbinenschaufeln sollten einer 100 Prozent Prüfung unterzogen werden, denn Oberflächen wurden durch defekte Werkzeuge beschädigt. Die Unternehmen MCU und BLUM-NOVOTEST hatten sich bereits mit dieser Materie beschäftigt und so kam es, dass man gemeinsam das System DIGILOG entwickelte, mit dem das Scannen von Flächen in der Werkzeugmaschine möglich wird. Zunächst ist das die Kombination eines analogen und digitalen Messtasters sowie die Möglichkeit unterschiedlicher Überwachungsmethoden. DIGILOG erlaubt µm genaue Oberflächenmessungen, bei denen, meist durch Mikroausbrüche an Werkzeugen entstandene Unebenheiten von +/- 4 µm sicher erkannt werden können. Besonders effizient ist, dass dieses System eine 100% Kontrolle von Flächenformen, Rundheiten und der Oberflächengüte, durch die hohe Abtastrate von Messwerten / Sekunde sehr schnell, noch in der Maschine ermöglicht. Ein interner Speicher speichert das Messergebnis der letzten Messungen. Durch das offen gestaltete Hardwaredesign von MCU-DIGILOG sind zukünftig Anbindungen an über geordnete QS Datenbanken oder auch an Feldbussysteme möglich. Solution Partner Automation

6 n MCU in Deutschland / MCU weltweit MCU GmbH & Co. KG Headquarter Am Gehrenbach 8 D Maierhöfen Tel.: info@mcu-gmbh.de MCU Vertriebsbüro Süd Industrievertretung Jörg Augspurger D-9245 Bammental Tel.: joerg.augspurger@t-online.de MCU North America Technical Sales 419 The Parkway # 224 SC Greer Phone: Fax: t.koechli@mcu-gmbh.de Web: MCU GmbH & Co. KG Global Sales Office Max-Eyth-Str. 51 D Winnenden Tel.: vertrieb@mcu-gmbh.de MCU Vertriebsbüro West IWW-Weber Industrievertretungen D Mülheim an der Ruhr Tel.: wolfgang.weber@iww-weber.de MCU China NUOSUN Enterprise Development Co.,Ltd. Add.: Building 10-1, Fortune International Office Park 188 Maoting Road, Chedun, Songjiang District Shanghai , P. R. China Tel.: (+86 21) Fax: (+86 21) jimfeng@nuosun.com MCU Vertriebsbüro Nord Lorenscheit Automatisierungstechnik GmbH Marienauer Weg 7-9 D Dahlenberg Tel.: +49 (0) t.lorenscheit@moving-production.com MCU Vertriebsbüro Bayern TKarisch GmbH Technologieberatung und Vertrieb D Winnenden Tel.: +49 (0) thomas.karisch@tkarisch-gmbh.de MCU Österreich Kadigo Prozessüberwachung & Handel GmbH Technologieberatung und Vertrieb Pasettistr. 64 A-1200 Wien Tel. +43 (1) office@kadigo.at Internet: