Digital Solutions

SMART TOOLING –DER 360°-BLICK AUF DIEZAHNRADHERSTELLUNG

All diese für die Zahnradproduktion wichtigen Fragenlassen sich heute nur mit
viel Aufwand bei der manuellen
Datenerfassung
und der anschließenden Auswertung beantworten. Die Ansprüche an den dafür
benötigten Datenumfang und an dessen
Analyse gehen in der Zahnradproduktion
deutlich über das hinaus, was konventionelle Nachverfolgungssysteme leisten.

Alles kannso einfach sein …

Welche Bauteile hat das Werkzeug bearbeitet? •Wie haben sich Rund- und Planlaufgenauigkeit
auf Standzeit und Bauteilqualität ausgewirkt?
• Wie haben die veränderten Prozessparameter
die Standzeit der Werkzeuge beeinﬂusst? • Wiewirken sich Änderungen an den technologischen
Winkeln der Schneide auf die Standzeit aus? • Ist
dieses Werkzeug für den folgenden Fertigungsauftrag das richtige? • In welchem Zustand beﬁndet sich das Werkzeug? • Wie viele Bauteile kannich mit dem Werkzeug noch produzieren?

SmartTooling hingegen liefert jetzt diese Antworten – und zwar so einfach
wie möglich. Denn die Datensammlung
und deren Auswertung laufen vollständig automatisiert ab und erfolgen dabei
kundenspezifisch. Für eine umfassende
Datengewinnung sind nicht nur die Produktionsmittel integriert, sondern auchdie Bearbeitungs- und Messmaschinensowie die Arbeitsabläufe an und abseitsder Maschine. Die Produktionsmittel werden durch einen digitalen Zwilling beliebig genau beschrieben und liegen in einer
zentralen Datenbank vor, die während
und nach der Verzahnungsbearbeitung
mit Produktionsdaten erweitert wird.
Diese Daten ermöglichen Funktionalitäten rund um Identifikation, Verwaltung,Nachverfolgung und Analyse. Besonderer
Fokus liegt auf der Auswertung von produktivitäts- und qualitätsbestimmenden
Zusammenhängen.

Hohe Qualität bei
sicheren Prozessen
SmartTooling ist ein Industrie-4.0-Produkt,seine Wurzeln liegen in der Herstellung
von Kegelradverzahnungen. Sehr hohe
Anforderungen an Technologie und Qualität verlangen von Bearbeitungszentren,
Messmaschinen, Produktionsmitteln undAbläufen eine perfekte Abstimmung (sie-Digital Solutions

he Abbildung 1). Im Spannungsfeld aushöchsten Qualitätsansprüchen, Bauteilvarianz und Produktivität ermöglicht die
digitale Integration aller Instanzen in ein
System wie SmartTooling dreierlei: Sicherheit durch Assistenz, Transparenz durch
umfassende Datengewinnung und neue
Optimierungspotenziale durch Datenauswertung. Als Technologieführer und Systemanbieter schafft Klingelnberg an dieserStelle einzigartige Synergien. Wie profitiert der Kunde davon? Der Nutzen vonSmartTooling zahlt zum einen auf Verbesserungen in der Planung, zum anderen auf
die Effizienz in der Fertigung ein. Das trifft
sowohl auf die produktivitätsgetriebene
Serienfertigung als auch auf die variantenreiche Kleinserienfertigung zu.
Schon beim Rüsten der Maschine ist
der Bediener aufgrund manueller Arbeitsschritte verschiedenen möglichen
Fehlerquellen ausgesetzt. Der Einbau
falscher Werkzeuge oder Spannvorrichtungen führt zu Kollisionen, so entstehen Schäden an der Maschine und den
Produktionsmitteln. Die Ausfälle, die daraus resultieren, verhindern dann meist
eine termingerechte Fertigstellung vonProduktionsaufträgen.
SmartTooling liefert hier den entscheidenden Wettbewerbsvorteil. Durch einen
Scan-Vorgang werden Werkzeuge undSpannmittel bereits beim Einbau in eine
Oerlikon Kegelrad-Fräsmaschine erfasst
und automatisch auf die Eignung für den
anstehenden Fertigungsauftrag hin verifiziert. Ein falsches Werkzeug akzeptiert dieMaschine nicht. Zusätzlich werden Geometrien wie Ist-Höhen automatisch vonder Maschine empfangen und in die Steuerung übernommen. Manuelle Eingaben
sind nicht mehr erforderlich. Das spart Zeit
und vermeidet Fehler. Bei Bedarf unterstützen Hinweise den Bediener beim sachgemäßen Rüstvorgang. Schraubengröße,Anzugsmomente, dokumentierte Auffäl-Abb. 1: Die Bestandteile von SmartTooling: Neben Produktionsmitteln werden
auch Bearbeitungs- und Messmaschinen sowie Arbeitsabläufe an und abseits derMaschine integriert.

Manuelle Eingaben sind kaum nochnötig – das spart Zeit und hilft,Fehler zu vermeiden.

Digital Solutions

Abb. 2: Der digitale
Zwilling des eingestellten
Messerkopfes wird auf
der CS 200 mit Plan- undRundlaufinformationen
angereichert. Im Laufe
der Produktion werden
jetzt Auswirkungenauf Bauteilqualität undStandzeit ersichtlich.

ligkeiten oder ganz kundenindividuelle Informationen werden direkt angezeigt.

Herstellungskosten
deutlich reduzieren
Die normierte, automatisierte Standmengenverifizierung ist natürlich auch integriert. Diese ermöglicht einen Abgleich derverfügbaren Standmenge mit der zu bearbeitenden Anzahl von Bauteilen. Die Auswahl eines Werkzeugs mit ausreichender
Reststandmenge verhindert Produktionspausen, da die Nachbearbeitung im laufenden Fertigungsauftrag entfällt. Mussdas Werkzeug trotz nicht ausreichender
Reststandmenge verwendet werden,
wird durch die normierte Zustandsanzeige rechtzeitig auf eine Verschleißprüfung
der Produktionsmittel hingewiesen – noch
bevor Rundlauffehler in der Spannvorrichtung oder Defekte am Werkzeug die Qualität der Bauteile beeinträchtigen. Ausschuss und Nacharbeit der Bauteile lassensich so vermeiden.

SmartTooling liefert den entscheidenden
Wettbewerbsvorteil: Der 360°-Blick auf die
Zahnradfertigung ermöglicht es, die Optimierung und Überwachung der Prozesse
auf dem nächsten Level zu betreiben.

SmartTooling liefert einen Datenschatz,
der automatisch von den Maschinen gefüllt wird. Mit wachsendem Datenbestandkönnen neue Kenntnisse über die standmengenbestimmenden Zusammenhänge
und somit auch die Standzeitprognosen
präzisiert werden. Die Werkzeugnutzung
wird so stetig effizienter, die Kosten sinken. Muss das Werkzeug vorzeitig ausgewechselt werden, lässt sich dank derAuswahl von vorkategorisierten Wechselgründen in der Maschinensteuerung dieUrsache dafür einfach festhalten. Aus dieser Information heraus kann die Wartungangestoßen werden, außerdem lassen sichdie Gründe für den Wechsel analysieren
und bei auffälligen Häufungen gezielt
optimieren.

Völlig vernetzt
Wer sich schon immer gefragt hat, wie sich
die Einstellgenauigkeit des Messerkopfs
auf die Bauteilqualität und die Standzeit
auswirkt, erhält die Antwort darauf jetzt
von SmartTooling. Denn auch das Oerlikon
Messerkopf-Einstellgerät vom Typ CS 200
ist in das SmartTooling Netzwerk integriert. Unschlagbarer Vorteil: SmartToolingerzeugt einen digitalen Zwilling von derMesserkopf-Messersatz-Komposition, dermit den spezifisch ermittelten Rund- undPlanlaufdaten im weiteren Verlauf der Produktion noch mit Produktionsdaten angereichert wird (siehe Abbildung 2).

Digital Solutions

Daten – das
Herzstück des Systems
Wertvollster Bestandteil von SmartToolingsind die umfassenden Daten. Zum einen
existieren Stammdaten wie das digitale Abbild der Produktionsmittel, zumanderen gibt es die Produktionsdaten,
die während der Bearbeitung entstehen – beispielsweise auf einer Oerlikon
Fräsmaschine oder beim Einstellen vonRund- und Planlauf auf dem Oerlikon
Messerkopf-Einstellgerät CS 200. Diese
Daten werden in einer zentralen Datenbank, der GearEngine®, gesammelt. DieGearEngine® ist eine Plug & Play-Lösung,um die zentrale Datenbank schnell undunkompliziert in die Produktionsnetzwerke der Kunden zu integrieren. In derGearEngine® fließen alle Daten zusammen. Individualisierte Auswertungen undReports visualisieren Zusammenhänge.
Für die eineindeutige Zuordnung des digitalen Zwillings erhält jede Komponenteder Produktionsmittel eine zertifizierte
DataMatrix-Markierung nach dem international etablierten GS1-Standard. Markiertes Equipment erhält so eine weltweit
einzigartige Identität. Das Originalequipment von Klingelnberg ist für die Integration in SmartTooling vorbereitet – eswird von Haus aus mit der zertifizierten
GS1-Markierung versehen und mit einem digitalen Zwilling ausgeliefert. Überdie SmartTooling App können Nutzer
die digitalen Zwillinge ihrer Klingelnberg
Werkzeuge unmittelbar einsehen und erkunden.

Kompakt
Mehr im Web
Weitere Informationen zumThema SmartTooling gibt es
unter www.klingelnberg.com/smarttooling. Bei Fragen wenden Sie sich per E-Mail an
i40@KLINGELNBERG.com

Jetzt geht‘s los: So einfach ist die Einbindung
Die Einbindung von SmartTooling lässt
sich jederzeit bewerkstelligen: NeueOerlikon Fräsmaschinen werden bereits
SmartTooling-fähig ausgeliefert. Bestandsmaschinen benötigen ein Software-Update sowie einen Handscanner,
um die Produktionsmittel beim Einund Ausbau erfassen zu können. Die
SmartTooling App ist die Software fürden Arbeitsplatz, das Tablet, das Smartphone oder für einen mobilen Scannerterminal.
Sind all diese Bestandteile in die Produktion integriert, verliert das Sammeln undAuswerten von Daten aus allen beteiligten Instanzen der Zahnradproduktion ein
für alle Mal seinen Schrecken. Mit einem
360°-Blick auf die Zahnradfertigung eröffnen sich völlig neue Ansätze, um Optimierung und Überwachung der Prozesse
auf einem neuem Level zu betreiben.

Philipp Becher
Produktmanager Werkzeugvertrieb,KLINGELNBERG GmbH

Copyright KLINGELNBERG GmbHAbseits der Maschine gibt es zusätzlichdie (kostenfreie) SmartTooling App fürWindows-Arbeitsplätze bzw. für mobile Android-Geräte. Die App visualisiertden Umlaufbestand der Produktionsmittel. So lassen sich diverse Informationen
einsehen: der Werkzeugzustand, an derMaschine gemeldete Auffälligkeiten, derLagerplatz und die aktuelle Verwendung.
In Verbindung mit einem Scanner kanndie App auch dazu genutzt werden, dieProduktionsmittel eindeutig zu identifizieren. Außerdem unterstützt die Appdabei, den Produktionsmittelbestand imSmartTooling zu initialisieren, sprich dendigitalen Zwilling in beliebiger Genauigkeit
zu erzeugen. An dieser Stelle werden auchdie Geometrien definiert, die dann automatisch von der Maschine beim Rüsten
empfangen werden. Bezüglich der Verifikationsfunktion an der Maschine lässt sich
die App dafür verwenden, Produktionsmittel für bestimmte Bauteile und Maschinen vorab freizugeben.