Schunk-Anwenderdialog: Vernetzte Produktion realisieren

Im Rahmen seines dritten Anwender- und Technologiedialogs griff Schunk das Zukunftsthema „Smart Factory“ auf und lieferte in Fachreferaten, Praxisrundgängen sowie einem intensiven Erfahrungsaustausch wichtige Impulse und Hintergründe für die Realisierung der intelligenten Fabrik aus erster Hand. In der Schunk Smart Factory, die beim Praxisrundgang live zu erleben war, gelingt schon heute bei hoher Varianz eine vollautomatisierte 100%-Kontrolle.

15. November 2018
Welche Arten mechatronischer Greifsysteme gibt es und wo liegen die Vorteile? Dr. Kyle Kippenbrock und Mike Mayer gaben einen Überblick über den SCHUNK 24V-Mechatronik-Baukasten für die industrielle Automation.
Bild 1: Schunk-Anwenderdialog: Vernetzte Produktion realisieren (Welche Arten mechatronischer Greifsysteme gibt es und wo liegen die Vorteile? Dr. Kyle Kippenbrock und Mike Mayer gaben einen Überblick über den SCHUNK 24V-Mechatronik-Baukasten für die industrielle Automation.)

„Mechatronik ist das Fundament und die Grundvoraussetzung für eine intelligente Produktion“, betonte Prof. Markus Glück, Chief Innovation Officer (CINO) und Geschäftsführer Forschung und Entwicklung bei Schunk, zum Auftakt. „Virtuelle Welten wachsen mit der Hardware zusammen, es entstehen neue Bedienformen und digitale Zwillinge werden genutzt, um die reale Welt abzubilden.“ Auch wenn die Pneumatik in klassischen Anwendungen bewährt und in Form der smarten Pneumatik vielseitig nutzbar ist, entwickle sich die Mechatronik nach Ansicht von Glück insbesondere in puncto Flexibilität, Sensitivität, Interoperabilität, Kommunikation, Safety und Security sowie beim vorausschauenden Diagnostizieren zur zentralen Größe in Montage und Automation. Smarte Funktionen ließen sich letztlich nur über digitale Vernetzungskanäle vom Shopfloor bis in die Cloud erschließen. Wesentlich sei, so Glück weiter, dass Automationen künftig so flexibel gestaltet sind, dass die Komponentenvernetzung und Sensorintegration zum Standard werden. Über digitale Zwillinge und eine leistungsfähige Modellierung in der virtuellen Welt könne dann die spätere reale Welt vorbereitet werden. Im Kontext der smarten Produktion gewinnen Roboter sowie die Kollaboration von Mensch und Roboter rasant an Bedeutung. „Die wandlungsfähige Fabrik rückt in greifbare Nähe“, unterstrich der Entwicklungschef und riet, bereits jetzt die entsprechenden Weichen zu stellen: „Wer heute eine Fräsmaschine kauft, sollte ins Lastenheft schreiben, dass er einen digitalen Zwilling und eine universell nutzbare, breitbandige Netzwerkschnittstelle benötigt.“

Mechatronik, Vernetzung und digitale Modelle

Dass die industrielle Automation an einem Wendepunkt steht, war beim Anwender- und Technologiedialog am Schunk Kompetenzzentrum für Greifsysteme in Brackenheim-Hausen ganz unmittelbar zu erleben. Themengebiete, wie die Vernetzung von Komponenten und Fertigungsanlagen sowie deren Anbindung an die Unternehmens-IT und Cloud-Services treiben nicht nur Schunk um. Mittlerweile etablieren sich immer mehr Spezial-Anbieter, die ihre Leistungen auf Kommunikationsschnittstellen, Datenmanagement, Safety und Security fokussieren.  Allen gemeinsam ist die Erkenntnis, dass der Digitalisierung der Produktion nur über eine Reduktion der Komplexität bei Schnittstellen, Protokollen und Daten begegnet werden kann.

Flexible Standards

Ein möglicher Weg ist nach Ansicht von Dr. Elmar Büchler, Industry Strategy & Marketing Manager bei der Balluff GmbH und Vorstandsmitglied im IO-Link-Konsortium, eine leistungsfähige Punkt-zu-Punkt-Kommunikation über IO-Link. Der Vorteil: IO-Link-Master, die mit den einzelnen IO-Link-Devices verbunden sind, sind in der Lage, mit jeder beliebigen Steuerung, jedem Server- und IT-System sowie jeder Cloud-Lösung zu kommunizieren und ermöglichen einen Zugriff auf alle Parameter und Diagnosefunktionen. Da die IO-Technologie systemunabhängig nutzbar ist, verschaffe sie auch einfachen Aktoren und Sensoren die für die Smart Factory wichtige bidirektionale Kommunikationsfähigkeit. Vergleichbar mit einer USB-Schnittstelle vereinheitliche IO-Link zudem die Anbindung der Peripherie. Mit einem einzigen Kabeltyp können Geräte unterschiedlichster Hersteller an den IO-Link-Master angeschlossen werden, wodurch Installation und Wartung sowie die Verwaltung von Diagnosedaten deutlich vereinfacht würden. Den Weg der Simplifizierung empfiehlt auch Thilo Döring, General Manager MU Continental Europe bei der HMS Industrial Networks GmbH in Karlsruhe. Seiner Aussage nach werden Sicherheitsmechanismen in den Netzwerken deutlich an Bedeutung gewinnen. Dazu zählen verschlüsselte Standards ebenso wie signierte Firmware, deren Installation nur dann möglich ist, wenn eine entsprechende Signatur vorliegt. Dass SCHUNK in seinen mechatronischen Greifern auf die HMS Anybus-Technologie zurückgreift sei vor allem der hohen Flexibilität geschuldet: HMS Anybus ist eine vorzertifizierte, vollwertige und flexible Realtime-Kommunikationsschnittstelle, mit der der Entwicklungsaufwand und damit die Time-to-Market deutlich reduziert werden können. So sei es möglich, schnell auf Marktgegebenheiten zu reagieren und auch regional unterschiedliche Standards beispielsweise in Europa, USA und Asien individuell zu bedienen. „Diese Standards inklusive IT/IoT-Funktionalitäten und Security-Funktion lassen sich mit HMS Anybus sehr schnell umsetzen“, betonte Döring.

Vernetzte Datenhaltung

Wie in der Smart Factory ein gleichermaßen intelligenter wie sicherer Umgang mit der Datenfülle gelingen kann, präsentierte Peter Sorowka, Chief Technology Officer, CTO, bei der Cybus GmbH. Er plädierte für einen Wechsel von der bislang etablierten siloartigen Datenhaltung hin zu einer vernetzten Datenhaltung, bei der die Daten zielgerichtet eingesammelt und verteilt werden. Cybus hat sich exakt auf die Funktion des Datenvermittlers spezialisiert: Die Cybus Connectware organisiert den Datentransfer von jeweils freigegebenen Daten und ist kompatibel zu den unterschiedlichen Cloudanbietern. Auch hier geht es im Wesentlichen um eine Reduktion der Komplexität. Das Ziel sei es, alle Ebenen der Vernetzung mit einer einzigen, schmalen Lösung zu erschließen.

Smart Factory

Wie eine intelligente Prüfautomation in der SCHUNK Smart Factory gelingt, präsentierten Eugen Fesler, Leiter Entwicklung bei der Zeltwanger Automation GmbH, gemeinsam mit Stefan Bulgrin, dem stellvertretenden Teamleiter Montageoptimierung Greifsysteme bei SCHUNK. Die vollautomatisierte Prüfanlage für Pneumatikgreifer stellt sicher, dass die in den vorhergehenden Prozessschritten manuell erfolgten Montageschritte korrekt ausgeführt wurden. Zugleich testet sie die Funktionsfähigkeit der jeweiligen Greifer. Mit der vollautomatisierten Lösung werden Montagefehler unmittelbar identifiziert und zurückgemeldet. Zudem schließt die Anlage Leichtsinnsfehler aus und ermöglicht über die Analyse der Prüfdaten einen Zugang zu spezifischem Wissen über die jeweiligen Montage- und Prüfprozesse.

Autonomie als Treiber der Smart Factory

Wie Schunk den Weg in die Smarte Fabrik meistert, präsentierten unter anderem die beiden Mechatronik-Spezialisten Dr. Kyle Kippenbrock und Mike Mayer. Sie gingen insbesondere auf die unterschiedlichen Möglichkeiten und Einsatzfelder von digitale I/O, IO-Link und industriellen Ethernet-Schnittstellen ein sowie auf die entsprechenden Greifmodule aus dem mechatronischen Greifsystemprogramm – vom einfachen 24V-Kleinteilegreifer bis zum intelligenten 24V-Greifer mit Profinet-Schnittstelle. Christian Friedrich, Technologiefabrik und Smart Factory Scientist bei Schunk, machte in seinem Vortrag deutlich, dass Komponenten für die smarte Fabrik künftig hochkomplex sein werden, vom Anwender jedoch besonders einfach zu bedienen. Der Aspekt des Plug & Work werde gerade im Hinblick auf die Smart Factory zu einem entscheidenden Merkmal. Das Zielbild sei ein lernender, autonomer Komponentenverbund. Herzstück ist eine 3-Layer-Architektur bestehend aus Motion Controller, Grasp Controller und Services. Das Ziel von Schunk seien einfach zu parametrierende Funktionen, so dass schnell auf Änderungen reagiert werden könne. Wie das gelingt, zeigte Christian Friedrich am Beispiel autonomer Greifer, die selbständig beliebige Teile erkennen und greifen, ohne dass jeder Schritt einzeln programmiert werden muss. „Autonomie stellt den Treiber der Smart Factory dar“, betonte Friedrich. Vor allem im Bereich Fertigungstechnik, Montageautomation und Intralogistik sieht Schunk große Potenziale. Die Zukunft der Automation liege in der Autonomie der einzelnen Komponente gepaart mit einfacher Inbetriebnahme und Nutzung. Die gesamte Komplexität jedoch werde vor dem Nutzer verborgen, so Friedrich weiter. Wo Schunk auf dem Gebiet der Digitalisierung bereits heute steht, zeigten Marcel Nagel, Leiter Digitales Produkt- und Portfoliomanagement, sowie Peter Dußling, Leiter Digital Sales. Das Spektrum der digitalen Services reicht vom 3D-Online-Konfigurator und Auswahl- und Auslegungstools über den digitalen Zwilling bis hin zum Schunk Shop mit intelligenten Filterfunktionen. Ein besonderes Highlight ist ein 3D-Druckservice inklusive Druckbarkeitsprüfung für Greiferfinger und Maschinenbaukomponenten.