Vernetzung von CNC-Maschinen und Daten erfassen mittels MTConnect

Die CNC Maschinen sind alle noch ohne jegliche Vernetzung, die Daten die diese liefern könnten bleiben ungenutzt, genauso das Potential, dass daraus resultiert.
Doch wie beginnt man so ein Projekt ohne gleich enorme Investments zu tätigen, ohne Gewissheit auf Erfolg?

Ein Beispielkunde:

In einem Vorgespräch mit dem Kunden wurde schnell klar, dass es verschiedene Ansätze gibt, um die Rohteilbearbeitung in der Lohnfertigung effizienter zu gestalten. Dazu gehören das Erkennen und Vermeiden von Stillständen, die optimale Nutzung von Werkzeugen und die Digitalisierung der Dokumentation.

Wir haben daher ein Proof-of-Concept-Modell mit Meilensteinen im weiteren Verlauf entwickelt. Der Kunde behält so stets den Überblick über den Fortschritt und die damit verbundenen Kosten. Er ist von Anfang bis Ende aktiv eingebunden und kann jederzeit Anpassungen am Umfang der Digitalisierungsmöglichkeiten und an seiner eigenen Investition vornehmen.

Durch das anfängliche Proof of Concept konnten wir schnell die vielfältigen Möglichkeiten der Datenerhebung aufzeigen und weitere Vorteile der Vernetzung verdeutlichen. Durch die Anbindung einer exemplarischen Maschine konnten insbesondere Bedenken hinsichtlich Sicherheit und Produktionsunterbrechungen ausgeräumt werden, da zu keinem Zeitpunkt Daten das Unternehmen verlassen (wir setzen auf die interne Datenerhebung und Speicherung) oder die Datenerhebung die laufenden Prozesse beeinflusst.

Aktuell befindet sich das Projekt nach erfolgreichem Proof of Concept in der Umsetzung. Dies bedeutet, dass auch Änderungen an der Infrastruktur, wie die Verbesserung des Produktionsnetzwerks und die Implementierung von Serversystemen zur Speicherung und Verarbeitung, durchgeführt werden. Weitere Maschinen werden nach und nach integriert.

Eckdaten der eingesetzten Systeme

Für die Datenerhebung werden mehrere IPCs mit einem Docker System eingesetzt, um eine schnelle und sichere Verwertung zu garantieren.
Für eine flexible Auswertung verschiedener Protokolle und Eckdaten nutzen wir FlowFuse, was sich als sehr Robust und Erweiterbar erwiesen hat.
Für kleine Anlagen oder sehr einfache Applikationen (maximal 500 Datenpunkte) reicht auch oftmals das SIA Connect Edge Gateway aus, was die Kosten durch eine schnelle no-code Parametrierung niedrig hält.

Timescale wird verwendet, um eine schnelle Speicherung und Auswertung aller erhobener Daten zu gewährleisten.
Die Datenbank wird Hochverfügbar ausgelegt, was bedeutet, dass mindestens 2 Server verfügbar sind, um einen Ausfall so gering wie möglich zu halten.

Für die Visualisierung der Daten und Benutzereingaben zu Dokumentationszwecken nutzen wir einen Mix aus Grafana Dashboards (Demo) und Beckhoff HMI System.

Jede Anlage bekommt vor Ort ein HMI System für die Visualisierung und Erfassung von Daten. Als Kostengünstig, Robust und offenes System hat sich hierbei Open Source Hardware wie das reTerminal DM erwiesen.