Benzinger – Dreie- og fresemaskiner går digitalt
Holder presisjonsmaskiner presise
Benzinger satser på sømløse digitaliseringsløsninger fra ifm
I mer enn 100 år har navnet Benzinger vært synonymt med høy-presisjons drei- og fresemaskiner produsert i Tyskland. Med rundt 170 ansatte ved hovedkontoret i Pforzheim betjener det mellomstore selskapet krevende bransjer som luftfart, hydraulikk, verktøyproduksjon og smykkeindustrien. Suksessen bygger på høy grad av egenproduksjon, modulære maskinkonsepter og et helhetlig perspektiv.
«Vi tenker ikke i form av maskiner, men i form av løsninger», sier Steffen Krämer, ekspert på dreiebenker hos Carl Benzinger GmbH. «Målet vårt er alltid å tilby kunden den best mulige løsningen.» For å oppnå dette satser selskapet i Pforzheim på en svært høy grad av egenproduksjon. Fra mekanikk og elektronikk til produksjon av komponenter på egne maskiner, videre til montering, kvalitetskontroll og prosessimplementering. Benzinger dekker hvert trinn under ett og samme tak.
Presisjon og holdbarhet bygget på tradisjon
Denne helhetlige tilnærmingen gjenspeiles også i maskinenes modulære design. Ulike modeller kan tilpasses fleksibelt etter kundens behov og bruksområder. Komponenter som brotsjeenheter, dreiebord eller honingmoduler for finbearbeiding av boringer velges slik at de passer nøyaktig, og kombineres til en individuell løsning. Men enten det er standard eller skreddersydd er fokuset alltid på maksimal presisjon.
«Kundene våre er i bunn og grunn ute etter den siste mikrometeren med nøyaktighet,» forklarer Krämer. «Vi oppfyller dette kravet til høyeste nøyaktighet gjennom en svært stiv og robust mekanisk konstruksjon.»
IO-Link: en etablert industristandard
I tillegg til presisjon og kvalitet, fokuserer Benzinger i økende grad på digitale tjenester og prosessovervåking. Til dette satser selskapet på sensorer og IO-Link-løsninger fra ifm. IO-Link, den åpne standarden for enkel toveis digital datakommunikasjon mellom sensorer og aktuatorer. Utviklet av ifm og andre automasjonsspesialister, og har nå etablert seg solid i industrimiljøet.
Siden markedsintroduksjonen i 2009 har mer enn 50 millioner noder av denne punkt-til-punkt-infrastrukturen allerede blitt installert.
IO-Link tilbyr flere fordeler som Benzinger kan utnytte lønnsomt, både internt og for kundene sine.
«IO-Link gir oss mange muligheter innen mekanisk og elektrisk design som konvensjonell kabling rett og slett ikke kan tilby. «Takket være den desentraliserte datainfrastrukturen kan vi for eksempel utforme mer kompakte totalsystemer og redusere kablingskompleksiteten», sier Krämer.
Bilde 1: For å møte strenge presisjonskrav satser Benzinger på en høy grad av egenproduksjon.
Bilde 2: Strømningssensorer som disse gir presis innsikt i tilstanden til en dreiebenk fra Benzinger.
Sensordata samles inn effektivt ved hjelp av feltkompatible IO-Link-mastere. Siden sensorene kobles til IO-Link-masteren med standardiserte M12-kontakter, elimineres risikoen for feilkoblinger. IO-Link-masteren overfører deretter dataene samlet via feltbuss eller Ethernet til PLS- og IT-nivået. Dette gjør dataene lett tilgjengelige både for maskinstyring og for analyse på IT-nivå – uten ekstra arbeid. Som et resultat brukes ikke sensordata lenger utelukkende til prosesskontroll, men kan omdannes til verdifull informasjon for prosessanalyse og vedlikeholdsplanlegging. Benzinger utnytter denne muligheten, for eksempel ved overvåking av spindlene sine.
"Vi produserer spindlene selv. Takket være de installerte vibrasjonssensorene mottar vi verdifull informasjon om kvaliteten og robustheten til Innsikten som oppnås, flyter direkte inn i videreutviklingen av disse nøkkelkomponentene.
Overvåking av maskinenes effektivitet og helsetilstand
Et annet stadig mer aktuelt tema er tilstandsovervåking, som også bygger på sensordata for å gi presis og kontinuerlig innsikt. «Kundene våre er avhengige av høy maskintilgjengelighet», sier Krämer. For å sikre full oversikt over vedlikeholdsbehovene til dreie- og fresemaskinene, overvåkes maskinenes helsetilstand kontinuerlig ved hjelp av et bredt spekter av data: For eksempel bidrar kontinuerlig vibrasjonsanalyse til å oppdage tegn på ubalanse umiddelbart, noe som forhindrer skader på maskinen og redusert komponentkvalitet. Spindelkjølingen overvåkes ved hjelp av strømningssensorer. Siden IO-Link også overfører temperaturen på mediet, kan effektiviteten av spindelkjølingen vurderes. Nivåsensorer i den andre kjølekretsen, brukt til kjøling av både verktøy og arbeidsstykke, sikrer at det alltid er nok kjølevæske tilgjengelig.
«Energieffektivitet i prosessene blir stadig viktigere for kundene våre», sier Krämer. «Derfor bruker vi trykkluftmålere for å registrere tilførselen til prosessen nøyaktig. Dette sikrer at trykkluften brukes så effektivt som mulig.» Elektrisk effekt, i kilowatt og kilowattimer, registreres og analyseres også kontinuerlig. En økning i energiforbruket kan være en indikator på at vedlikehold kan være nødvendig.
Dataanalyse og eksternt vedlikehold via den skybaserte IIoT-plattformen ifm moneo
Denne mengden informasjon gir verdifull innsikt i maskinenes helsetilstand. Ved hjelp av ifms edgeGateway og LTE-ruter overføres data til skyversjonen av moneo, automasjonsspesialistens IIoT-plattform. Hos Benzinger overføres mesteparten av dataene via IO-Link-strukturen. I tillegg gjør det valgfrie datagrensesnittet ifm Agent det mulig å koble andre datakilder,
som maskinkontrollere eller energimålere, til moneo. Moneo gjør det mulig for brukere å samle inn og analysere maskin- og systemdata sentralt, og å utlede meningsfulle tiltak basert på disse. I skyversjonen kan dette til og med gjøres på tvers av flere lokasjoner. For eksempel kan vibrasjonsatferden til pumper, motorer, spindler og vifter overvåkes enkelt for å forhindre feil som skyldes lagerfeil eller ubalanse. Prosessverdier som temperatur, nivå, trykk, strømning og elektrisk energiforbruk kan også overvåkes sentralt via moneo. Hvis verdiene beveger seg utenfor det definerte området, varsler systemet brukeren automatisk. Mer avansert, KI-basert dataanalyse er tilgjengelig med moneo IIoT-Insights-tillegget. Takket være Remote Connect-funksjonen kan maskiner til og med vedlikeholdes eksternt via moneo.
«I moneo-skymiljøet kan kundene se på dashbordet med et øyeblikks blikk om det er nok kjølevæske tilgjengelig eller om annet vedlikehold er nødvendig», sier Krämer. Ikke alle Benzingers sluttkunder har imidlertid personalressurser til kontinuerlig dataanalyse og tilhørende vedlikeholdsplanlegging. «Det er derfor mange kunder gir oss ekstern tilgang til maskinene sine for vedlikeholdsformål. Da kobler vi oss til maskinen via Remote Connect-funksjonen i moneo for å optimalisere prosesser i dialog med kunden, eller for å anbefale vedlikeholdstiltak.»
Kontrolldata forbedrer analysefunksjonene
«Hvis man, slik som Benzinger, også inkluderer data fra maskinkontrolleren – som kan integreres i moneo via ifm Agent – får man et komplett bilde av maskinens tilstand. Dette sikrer den høyest mulige kvaliteten på tilstandsovervåkingen, og samtidig forbedrer kvaliteten på det proaktive servicetilbudet, som igjen har en positiv effekt på maskintilgjengelighet og prosesskvalitet», sier Christoph Schneider, Vice President Product Management hos ifm.
Fra IO-Link-masteren (midt til venstre) og evalueringsenheten for vibrasjonssensorer (nede til høyre), overføres dataene via edgeGateway (oppe til høyre) til skyen.
Maskindata vises tydelig og analyseres i moneo-dashbordet.
Konklusjon
Ved å integrere digitalisering og automasjon i produksjonsprosessene sine har Benzinger kunnet øke effektiviteten samtidig som kostnadene reduseres. Med toppmoderne sensorteknologi og dataanalyse kan potensielle problemer oppdages og håndteres tidlig, før de fører til større driftsstans. Dette bidrar ikke bare til å forlenge maskinenes levetid, men maksimerer også produktivitet og lønnsomhet for kundene.
