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EMO 2019: Das sind die Technik-Trends der Industrie

3D-Druck, IoT, gemeinsame Schnittstelle – auf der Messe zur Metallbearbeitung EMO in Hannover zeigt die Industrie, wie sie die Digitalisierung versteht.

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Tanzende und leuchtende Roboter sind nicht die Regel, aber wie kann man Fortschritt in der Industrie schon realistisch bebildern?

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Die Digitalisierung wird die Industrie komplett umkrempeln. Solche Sprüche hört man schon länger, aber große disruptive Umbrüche sucht man eher vergebens. Die Digitalisierung gleicht eben mehr einer langsamen Evolution. Auf der EMO in Hannover, der Leitmesse für Metallbearbeitung, zeigen sich die neuen Entwicklungen der Industrie, die über die bekannten Schlagwörter hinausgehen.

Was der normale Nutzer unter 3D-Druck kennt, heißt in der Industrie auch Additive Manufacturing oder additive Fertigung. Für die Industrie geht es nicht um kleine Fidget Spinner aus Plastik sondern beispielsweise um Lenkwellenanbindungen aus Aluminium für den Rennsport, Mikro-Bauteile aus Metall oder Gesichtsprothesen aus Titanlegierungen.

Gedruckte Bauteile aus Metall entstehen etwa durch selektives Laserschmelzen. Grundlage bildet ein digitales Datenmodell eines Bauteils, das etwa in einem CAD-Programm entstanden ist. Ein 3D-Drucker trägt nun eine dünne Schicht des Werkstoffs in Pulverform auf. Anschließend verschmelzt ein Laser Teile des Pulvers – abhängig vom Querschnitt des Bauteils. Die Plattform senkt sich ein Stück, die nächste Schicht Pulver wird aufgetragen und der Laser verschmelzt die passenden Stellen. Das Verfahren wiederholt sich so lange, bis das Bauteil fertig ist. Pulver, das der Drucker nicht verschmolzen hat, wird einfach entfernt.

Der Roboter M-2000iA/2300 von Fanuc auf der EMO 2019. Laut Hersteller der stärkste Roboter der Welt. Er wird beispielsweise eingesetzt, um Motorblöcke zu transportieren.

3D-Druck ist für die Industrie ein wenig in Vergessenheit geraten, aber jetzt scheint sie die Vorteile wiederzuentdecken: Individuelle Fertigung und geringer Verbrauch von Ressourcen, da keine Späne entstehen. Vor allem ist heute mehr möglich als noch vor 10 Jahren: Die Firmen können Bauteile in einer besseren Qualität herstellen. Aber der 3D-Druck bietet nicht nur Vorteile. Ein großes Problem bleibt weiterhin, dass es in der Regel recht lange dauert, bis ein fertiges Produkt aus dem Drucker kommt. Kleine Stückzahlen sind die Folge. So wird additive Fertigung die traditionelle Fertigung nicht ersetzen, aber zumindest weiter ergänzen.

Industrial Internet of Things, Predictive Maintenance, KI, Big Data – wer über das Messegelände der EMO geht, wird mit Schlagwörtern zugeschüttet. Trotzdem hat man das Gefühl, dass die Unternehmen die Digitalisierung ernst nehmen.

Eine Datenbrille für den Maschinenbau.

Die Maschinen müssen sich dabei nicht groß verändern, aber ihre Umgebung wird es. Das beginnt bei der virtuellen Produktentwicklung und endet bei der IT-Sicherheit, die Industriespionage verhindern soll. Die Fertigungsmaschinen werden in Zukunft in Netzwerke eingebettet, um reibungslos zusammenzuarbeiten. Sensoren liefern Dashboards in Echtzeit Daten und zeigen, wie der Produktionsablauf effizienter gestaltet werden kann. Digitale Zwillinge bilden echte Maschinen ab und erlauben Einblicke in den Produktionsprozess, die vorher nicht möglich waren.

Die Industrie muss sich diesen Herausforderungen stellen, ob mit oder ohne hippe Schlagwörter. Ein eigener IoT-Bereich auf der Messe soll zeigen, was heute schon möglich ist. Auch Startups zeigen ihre Ideen für die Digitalisierung der Industrie. Es wirkt so, als würde die Digitalisierung der Industrie gerade erst beginnen. Immerhin.

Zusammenarbeit und Standardisierung ist auch in der Produktion gefragt. Die Hersteller für Maschinenwerkzeuge arbeiten bereits seit mehr als zwei Jahren an Umati. Das steht für universal machine tool interface; übersetzt ist es also eine universelle Schnittstelle für Werkzeugmaschinen. Über die Schnittstelle sollen die Maschinen grundlegende Daten etwa für ein Dashboard oder Monitoring-System bereitstellen: Von der Seriennummer über den aktuellen Prozessstatus bis hin zu Informationen über den Materialverbrauch.

Ein gemeinsamer Standard scheint dringend benötigt zu werden. Bisher arbeiten viele Hersteller mit unterschiedlichen Schnittstellen. Das ist problematisch, wenn ein Kunde Maschinen von verschiedenen Herstellern verwenden und ihre Daten etwa in einem gemeinsamen Dashboard anzeigen möchte. Bisher ist das eine große Frickelarbeit, die sehr viel Geld kosten kann, da viele Hersteller eigene Standards verwenden.

Umati setzt auf den Standard OPC UA auf, der häufig in der Industrie anzutreffen ist. OPC UA kümmert sich aber nur darum, die Daten zu übertragen. Schnittstellen wie Umati legen anschließend fest, wie die Daten beschrieben werden. Mitte 2020 soll die Companion Specification Version 1.0 veröffentlicht werden. Neben dem hauptverantwortlichen Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken wollen auch Konsortien aus Japan und China den Standard verwenden.

Umati umfasst nur die Werkzeugmaschinen. In verwandten Gebieten wie der Robotik gelten schon wieder ganz andere Standards, weil die Daten für den produktiven Einsatz anders beschrieben werden müssen. Hier liegt es mindestens am übergeordneten Verband, dem Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau, einen übergeordneten Standard zu koordinieren, der alle Spezialinteressen berücksichtigt. Das ist keine leichte Aufgabe.

Die EMO 2019 geht noch bis zum 21. September. (str)