Benzinger - Dreje- og fræsemaskiner bliver digitale
Holder præcisionsmaskiner præcise
Benzinger satser på sømløse digitaliseringsløsninger fra ifm
I mere end 100 år har navnet Benzinger været synonymt med højpræcisionsdreje- og fræsemaskiner fremstillet i Tyskland. Med omkring 170 ansatte i hovedkvarteret i Pforzheim betjener den mellemstore virksomhed krævende sektorer som rumfart, hydraulik, værktøjsfremstilling og smykkeindustrien. Succesen er baseret på en høj grad af egenproduktion, modulære maskinkoncepter og et holistisk perspektiv.
"Vi tænker ikke i maskiner, men i løsninger", siger Steffen Krämer, ekspert i drejemaskiner hos Carl Benzinger GmbH. "Vores mål er altid at tilbyde kunden den bedst mulige løsning." For at opnå dette vælger virksomheden i Pforzheim en meget høj grad af in-house produktion. Fra mekanik og el til produktion af komponenter på egne maskiner, til montage, kvalitetssikring og procesimplementering - Benzinger dækker alle trin under ét tag.
Præcision og holdbarhed bygget på tradition
Denne holistiske tilgang afspejles også i maskinernes modulære design. Forskellige modeller kan tilpasses fleksibelt til kundekrav og anvendelsesscenarier. Komponenter såsom rømme-enheder, drejeborde eller honingmoduler til finbearbejdning af boringer vælges, så de passer præcist, og kombineres til en individuel løsning. Men uanset om det er standard eller skræddersyet - fokus er altid på maksimal præcision.
"Vores kunder er i bund og grund på udkig efter den sidste mikron af nøjagtighed," forklarer Krämer. "Vi imødekommer dette krav om den største nøjagtighed gennem et meget stift og holdbart mekanisk design."
IO-Link: en etableret industristandard
Ud over præcision og kvalitet fokuserer Benzinger i stigende grad på digitale tjenester og procesovervågning. Til dette er virksomheden afhængig af sensorer og IO-Link-løsninger fra ifm. IO-Link - den åbne standard for enkel tovejs digital datakommunikation mellem sensorer og aktuatorer - blev udviklet af ifm og andre automationsspecialister og er blevet fast etableret i det industrielle miljø.
Siden lanceringen på markedet i 2009 er der allerede installeret mere end 50 millioner knudepunkter i denne punkt-til-punkt-infrastruktur.
IO-Link giver flere fordele, som Benzinger kan udnytte på en rentabel måde - både internt og for sine kunder.
"IO-Link giver os mange muligheder inden for mekanisk og elektrisk design, som konventionel ledningsføring simpelthen ikke kan tilbyde. Takket være den decentrale datainfrastruktur kan vi f.eks. designe mere kompakte overordnede systemer og reducere ledningskompleksiteten," siger Krämer.
Billede 1: For at leve op til de krævende præcisionskrav er Benzinger afhængig af en høj grad af egenproduktion.
Billede 2: Flow-sensorer som disse giver præcis indsigt i tilstanden af en Benzinger-drejemaskine.
Sensordata indsamles effektivt ved hjælp af feltkompatible IO-Link-mastere. Da sensorerne er kablet og forbundet til IO-Link-masteren via standardiserede M12-stik, er ledningsfejl udelukket. IO-Link-masteren overfører derefter dataene i samlet form via feltbus eller Ethernet til PLC- og IT-niveauet. Dette gør dataene let tilgængelige både til maskinstyring og til evaluering på IT-niveau uden yderligere indsats. Som følge heraf bruges sensordata ikke længere udelukkende til processtyring, men kan konverteres til værdifuld information til procesanalyse og vedligeholdelsesplanlægning. Benzinger bruger f.eks. denne mulighed til at overvåge sine spindler.
"Vi fremstiller selv spindlerne. Takket være de installerede vibrationssensorerfår vi værdifuld information om spindlernes kvalitet og robusthed direkte fra marken." Den opnåede indsigt går direkte ind i den videre udvikling af disse nøglekomponenter.
Hold øje med maskinens effektivitet og sundhed
Et andet stadig mere relevant emne er tilstandsovervågning, som også er afhængig af sensordata for at give præcis og kontinuerlig indsigt. "Vores kunder er afhængige af høj maskintilgængelighed," siger Krämer. For at sikre fuldt overblik over dreje- og fræsemaskinernes vedligeholdelseskrav spores maskinernes sundhedstilstand løbende ved hjælp af en lang række data: For eksempel hjælper kontinuerlig vibrationsanalyse med at opdage tegn på ubalance med det samme, hvilket forhindrer skader på maskinen og reduceret delkvalitet. Spindelkøling overvåges ved hjælp af flowsensorer. Da IO-Link også overfører mediets temperatur, kan effektiviteten af spindelkøling vurderes. Niveausensorer i det andet kølekredsløb - der bruges til at køle både værktøj og emne - sikrer, at der altid er nok kølevæske til rådighed.
"Energieffektiviteten i processerne bliver stadig vigtigere for vores kunder," siger Krämer. "Det er derfor, vi bruger trykluftmålere til præcist at registrere tilførslen til processen. Det sikrer, at trykluften bruges så effektivt som muligt." Den elektriske effekt i kilowatt og kilowatt-timer registreres og analyseres også løbende. En stigning i strømforbruget kan være en indikator for, at der er behov for vedligeholdelse.
Dataanalyse og fjernvedligeholdelse med den cloudbaserede IIoT-platform ifm moneo
Dette væld af oplysninger giver værdifuld indsigt i maskinens sundhed. Ved hjælp af ifm's edgeGateway og LTE-router overføres data til cloudversionen af moneo, automatiseringsspecialistens IIoT-platform. Hos Benzinger overføres de fleste data via IO-Link-strukturen. Derudover gør den valgfrie datagrænseflade ifm Agent det muligt at forbinde andre datakilder,
såsom maskinstyringer eller energimålere, til moneo. moneo gør det muligt for brugerne at indsamle og analysere maskin- og systemdata centralt og at udlede meningsfulde handlinger fra dem. I cloud-versionen kan det endda gøres på tværs af flere steder. For eksempel kan vibrationsadfærden i pumper, motorer, spindler og ventilatorer nemt overvåges for at forhindre fejl forårsaget af lejeskader eller ubalance. Procesværdier som temperatur, niveau, tryk, flow og elektrisk energiforbrug kan også spores centralt via moneo. Hvis værdierne bevæger sig uden for det definerede område, advarer systemet automatisk brugeren. Mere avanceret, AI-baseret dataanalyse er tilgængelig med tillægsmodulet moneo IIoT-Insights. Takket være Remote Connect-funktionen kan maskinerne endda fjernbetjenes via moneo.
"I moneos cloud-miljø kan kunderne med et enkelt blik på instrumentbrættet se, om der er tilstrækkelig kølevæske til rådighed, eller om der er behov for anden vedligeholdelse", siger Krämer. Det er dog ikke alle Benzinger's slutkunder, der har personaleressourcer til løbende dataanalyse og den tilhørende vedligeholdelsesplanlægning. "Derfor giver mange kunder os fjernadgang til deres maskiner i forbindelse med vedligeholdelse. Derefter får vi adgang til maskinen via Remote Connect-funktionen i moneo for at optimere processerne i samråd med kunden eller for at anbefale vedligeholdelsesforanstaltninger."
Kontroldata forbedrer analysemulighederne
"Hvis man som Benzinger også inddrager data fra maskinstyringen, som kan integreres i moneo via ifm Agent, får man et komplet billede af maskinens tilstand. Det sikrer den højest mulige kvalitet af tilstandsovervågningen og forbedrer samtidig kvaliteten af det proaktive servicetilbud, hvilket igen har en positiv indvirkning på maskinens tilgængelighed og proceskvaliteten", siger Christoph Schneider, Vice President Product Management hos ifm.
Fra IO-Link-masteren (i midten til venstre) og evalueringsenheden til vibrationssensorer (nederst til højre) overføres dataene via edgeGateway (øverst til højre) til skyen.
Maskindata vises og analyseres tydeligt i moneo-dashboardet.
Konklusion
Ved at integrere digitalisering og automatisering i deres produktionsprocesser har Benzinger været i stand til at øge effektiviteten og samtidig reducere omkostningerne. Med avanceret sensorteknologi og dataanalyse kan potentielle problemer opdages og løses tidligt, før de resulterer i større nedetid. Det hjælper ikke kun med at forlænge maskinernes levetid, men maksimerer også produktiviteten og rentabiliteten for kunderne.
