Schuler: Digitalisierte Pressen Vom Presswerk zur Smart Factory

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Die Vernetzung der Umformtechnik ist keine Zukunftsmusik. Sie bringt Betreibern schon jetzt handfeste Vorteile. Schuler hat seine Software Digital Suite verwirklicht und zeigt zur Messe Blechexpo erstmals eine vernetzte C-Gestell-Presse.

Mit einem Blick auf das Handy den Kontostand zu überprüfen, ist heute eine Selbstverständlichkeit. So lässt sich sogar kontrollieren, ob die Heizung läuft und der heimische Mäh- oder Staub­saugroboter wie geplant seine Bahnen zieht. Immer mehr Hausgeräte sind online. Inzwischen hat das Internet der Dinge auch in der Industrie Einzug gehalten. Ob die Anlagen in seinem Presswerk laufen, kann ein Betreiber nunmehr mit seinem Smart­phone überwachen.

Fernzugriff auf Maschinen- und Produktionsdaten

So lassen sich etwa Presskraft und Hubzahlen jederzeit aus der Ferne abrufen, einschliesslich historischer Daten. Sie liefern einen Hinweis etwa auf falsch positionierte Werkzeuge und auf Schäden, die sich anbahnen. Die Kühl- und Schmierkreisläufe können ebenfalls erfasst und dargestellt werden, einschliesslich der Temperaturen und Systemdrücke. Wichtige Parameter für das Antriebssystem sind neben Temperaturen zum Beispiel die elektrische Leistungsaufnahme.

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Einfache Konnektivität für schnelle Erfolge

Bei neueren Maschinen ist ein Edge Gateway schon eingebaut, ältere Linien lassen sich damit relativ einfach nachrüsten. Dadurch lassen sich die Maschinen- und Prozessdaten im Edge bearbeiten, bevor sie an einem zentralen Ort gelagert werden. Die Daten können auch mit Einverständnis des Betreibers über eine sichere Verbindung an ein Rechenzentrum übermittelt werden, wo sie der Computer aufbereitet und in möglichst anschaulichen Grafiken visualisiert. Ungeplante Stillstände im Presswerk sind dadurch effektiv vermeidbar. Wer noch einen Schritt weiter gehen will, kann in seinen Pressen Kameras installieren, die mit Hilfe intelligenter Software den Umformprozess beobachten. Dabei erkennen sie beispielsweise, wenn sich ein Stanzrest ins Werkzeug verirrt hat und es zu beschädigen droht, und stoppen die Anlage sofort. Technisch möglich wird das durch den Vergleich von Ist- und Soll-Zustand innerhalb von Sekundenbruchteilen. Schuler nennt diese Funktion Visual Die Protection.

Service per Datenbrille

Und kommt es trotz all dieser Sicherheitsvorkehrungen doch einmal zum Stillstand, müssen Pressenbetreiber längst nicht mehr in jedem Fall auf die stundenlange Anreise eines Service-Mitarbeiters warten. Mit Hilfe einer speziellen Software kann sich dieser nämlich unverzüglich einen Eindruck vom Zustand der Anlage schaffen. Wie bei einem Video-Chat muss der Betreiber der Presse / Kunde dazu lediglich sein Smartphone auf die Maschine richten. Dank Augmented-Reality-Technologie kann dann der Experte direkt im Sichtfeld des Handy-​Nutzers defekte Komponenten an der Presse markieren oder die Änderung einer Einstellung zeigen. Benutzt der Mitarbeiter in der Produktion eine Daten­brille, hat er beide Hände frei, um das Problem selbst zu beheben. Meist lässt sich ein Stillstand auf diese Weise beheben.

Digitaler Zwilling beschleunigt Produktionsstart

Optimal ist es, den Umformprozess und den Durchlauf der Bauteile schon am Computer zu simulieren, bevor die Konstruktion des Werkzeugs überhaupt begonnen hat. Das minimiert das Risiko eines Ausfalls bereits im Vorfeld. Auch die üblichen Abläufe innerhalb der Presse sind mit Hilfe ihres digitalen Zwillings lange vor dem Produktionsstart virtuell darstellbar. Erste Tests und Software-Anpassungen sind ebenfalls möglich. Das beschleunigt erheblich die Inbetriebnahme. Zudem kann sich das Bedienpersonal am Digitalen Zwilling vorab mit der Anlage vertraut machen. So ist eine Schulung an der Steuerung möglich, noch während sich die Anlage im Aufbau befindet. Das vermeidet das Risiko einer Fehlbedienung und dadurch verursachte Schäden. Sobald die Presse läuft, sind Trainings am virtuellen Abbild ebenfalls sinnvoll. Denn so kann die Produktion auf der realen Anlage kontinuierlich laufen.

Elektronische Assistenten zur Werkzeug­einrichtung

Elektronische Assistenten können den Produktionsstart zusätzlich beschleunigen. So gibt es Software, die auf mobilen Endgeräten oder der Pressensteuerung läuft und Schritt für Schritt mit Bildern und Videos das Einrichten der Werkzeuge erklärt. Die Bediener geben im Gegenzug Daten ein, aus denen das System die optimalen Bewegungskurven von Stössel und Transfer berechnet, die für eine höchstmögliche Produktionsrate nötig sind. Die Funktion Track & Trace ermöglicht dabei einen lückenlosen Qualitätsnachweis für die laufende Produktion. Das System markiert jedes Bauteil mit einer eigenen ID, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten und Produktstadien zurück verfolgbar ist. Zu dieser ID sind alle wichtigen Informationen in einer Datenbank hinterlegt, sodass sich im Nachgang nachvollziehen lässt, aus welchem Coil das verarbeitete Bauteil stammt, welche Parameter beim Umformprozess vorlagen und welche Qualitätsmerkmale das Bauteil aufweist. All diese Funktionen und Ausstattungen zur Vernetzung und Digitalisierung der Umformtechnik hat Schuler in seiner Digital Suite vereint.

Intelligentes Presswerk bereits Realität

Im Smart Press Shop in Halle (Sachsen-Anhalt) wird das intelligente Presswerk zur Realität. Das Gemeinschaftsunternehmen von Porsche und Schuler betreibt eine Servo-Pressen-Linie, eine Einarbeitungspresse und eine Platinenschneideanlage mit Laser und produziert damit Karosserie- sowie Strukturbauteile. Dabei nutzen die Blechverarbeiter unter anderem die Soft- und Hardwaremodule und -funktionen Track & Trace sowie Visual Die Protection. In der Pressenlinie Servoline 20, die bei 20 Hüben pro Minute zum Beispiel 40 Türen oder 80 Kotflügel formen kann, überwachen Kameras den sogenannten Ziehrand der Bauteile. Unter gleichbleibenden Bedingungen im Umformprozess bleiben die Form und die Abmessungen dieses Zieh­rands weitgehend gleich. Kommt es zu einer Veränderung, deutet dies auf eine Abweichung bei Werkstoffeigenschaften, Schmierung oder Ziehkräften hin. Die Prozessüberwachung gibt in diesem Fall einen Hinweis an den Anlagenbediener, so dass dieser frühzeitig korrigieren kann, um Ausschuss oder Nacharbeit weitgehend zu vermeiden.

Ölkreislauf kontinuierlich überwachen

Neben den Werkzeugen wird das in der Anlage zirkulierende Öl kontinuierlich überwacht, um die Alterung des Schmierstoffes zu ermitteln. Ziel ist es, das Öl erst dann zu wechseln, wenn sein Zustand dies auch wirklich erfordert. Dadurch erhöht sich in der Regel die Nutzungsdauer deutlich. Darüber hinaus ermöglicht die Überwachung, kurzfristige Änderungen der Öleigenschaften zu erfassen, die etwa auf eine Kontamination mit Wasser oder Fremdpartikeln hinweisen.

Digitale Dokumente

Die Dokumentationen der gesamten Anlagen stehen zusätzlich in digitaler Form zur Verfügung, die den Beschäftigten langes Suchen ersparen kann. Die Dateien sind von jeder Bedienstelle mit HMI und Bildschirm sowie von mobilen Endgeräten abrufbar, mit denen alle Mitarbeiter des Smart Press Shops ausgestattet sind. Zur schnelleren Identifizierung sind elektrische und fluidtechnische Bauteile der Anlage mit einem DMC-Code versehen.

Smart Factory erleben

Den konkreten Nutzen einer digitalen Vernetzung können Anwender auf der Fachmesse Blechexpo vom 26. bis 29. Oktober in Stuttgart am Beispiel einer C-Gestell-Presse vom Typ CFL 160 erkennen. «Schuler ist der erste Pressenhersteller, der auch voll vernetzte C-Gestell-Pressen anbietet», erklärt dazu Geschäftsführer Frank Klingemann, der die Division Industry leitet. «Damit haben wir nun nahezu unser gesamtes Produktspektrum digitalisiert», ergänzt er. Blechverarbeiter, die auf bestehenden Anlagen die Vorteile von Industrie 4.0 nutzen wollen, müssen nicht zwangsläufig ihre Presse austauschen, wie Frank Klingemann weiter berichtet: «Wir bieten auch viele Möglichkeiten, wie Bestandsanlagen nachrüstbar sind.» Darüber hinaus können sich Besucher der Messe in Stuttgart informieren, wie sich mit Hilfe der Softwarefunktion Schuler Connect Pressenstillstände schnell beheben und Service-Einsätze minimieren lassen. SMM

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