Benzinger - Svarv- och fräsmaskiner blir digitala
Håller precisionsmaskinerna exakta
Benzinger förlitar sig på sömlösa digitaliseringslösningar från ifm
I mer än 100 år har namnet Benzinger varit synonymt med högprecisions svarv- och fräsmaskiner tillverkade i Tyskland. Det medelstora företaget har cirka 170 anställda på huvudkontoret i Pforzheim och levererar till krävande branscher som flyg- och rymdindustrin, hydraulik, verktygstillverkning och smyckesindustrin. Framgången bygger på en hög grad av egen tillverkning, modulära maskinkoncept och ett helhetsperspektiv.
"Vi tänker inte i termer av maskiner, utan i termer av lösningar", säger Steffen Krämer, expert på svarvar hos Carl Benzinger GmbH. "Vårt mål är alltid att erbjuda kunden den bästa möjliga lösningen." För att uppnå detta väljer företaget i Pforzheim en mycket hög nivå av egen produktion. Från mekanik och el till tillverkning av komponenter på egna maskiner, vidare till montering, kvalitetssäkring och processimplementering - Benzinger täcker alla steg under ett och samma tak.
Precision och hållbarhet som bygger på tradition
Detta holistiska synsätt återspeglas också i maskinernas modulära design. Olika modeller kan flexibelt anpassas till kundkrav och applikationsscenarier. Komponenter som brotschaggregat, vridbord eller honingsmoduler för finbearbetning av hål väljs ut för att passa exakt och kombineras till en individuell lösning. Men oavsett om det är standard eller kundanpassat - fokus ligger alltid på maximal precision.
"Våra kunder är i princip ute efter den där sista mikrometerns noggrannhet", förklarar Krämer. "Vi möter detta krav på högsta precision genom en mycket styv och hållbar mekanisk konstruktion."
IO-Link: en etablerad industristandard
Förutom precision och kvalitet fokuserar Benzinger i allt högre grad på digitala tjänster och processövervakning. För detta förlitar sig företaget på givare och IO-Link-lösningar från ifm. IO-Link - den öppna standarden för enkel tvåvägs digital datakommunikation mellan givare och ställdon - utvecklades av ifm och andra automationsspecialister och har blivit väl etablerad i den industriella miljön.
Sedan lanseringen på marknaden 2009 har mer än 50 miljoner noder av denna punkt-till-punkt-infrastruktur redan installerats.
IO-Link erbjuder flera fördelar som Benzinger kan utnyttja på ett lönsamt sätt - både internt och för sina kunder.
"IO-Link ger oss många alternativ för mekanisk och elektrisk design som konventionell kabeldragning helt enkelt inte kan erbjuda. Tack vare den decentraliserade datainfrastrukturen kan vi t.ex. utforma mer kompakta övergripande system och minska komplexiteten i kabeldragningen", säger Krämer.
Bild 1: För att uppfylla de höga precisionskraven förlitar sig Benzinger på en hög nivå av egen produktion.
Bild 2: Flödesgivare som dessa ger exakta insikter om tillståndet hos en Benzinger-svarv.
Givardata samlas in på ett effektivt sätt med hjälp av fältkompatibla IO-Link-masters. Eftersom givarna är kabeldragna och anslutna till IO-Link-mastern via standardiserade M12-kontakter, är kabeldragningsfel uteslutna. IO-Link-mastern överför sedan data i paketerad form via fältbuss eller Ethernet till PLC- och IT-nivå. Detta gör att data är lättillgängliga både för maskinstyrning och för utvärdering på IT-nivå utan extra ansträngning. Givardata används därför inte längre enbart för processtyrning, utan kan omvandlas till värdefull information för processanalys och underhållsplanering. Benzinger använder sig av denna kapacitet, till exempel vid övervakning av sina spindlar.
"Vi tillverkar spindlarna själva. Tack vare de installerade vibrationsgivarnafår vi värdefull information om spindlarnas kvalitet och robusthet direkt från fältet." De insikter som erhålls går direkt in i den fortsatta utvecklingen av dessa nyckelkomponenter.
Hålla ett öga på maskinens effektivitet och hälsa
Ett annat ämne som blir alltmer relevant är tillståndsövervakning, som också bygger på givardata för att ge exakta och kontinuerliga insikter. "Våra kunder är beroende av hög maskintillgänglighet", säger Krämer. För att säkerställa full insyn i underhållskraven för svarv- och fräsmaskinerna spåras maskinernas hälsostatus kontinuerligt med hjälp av ett brett spektrum av data: Till exempel hjälper kontinuerlig vibrationsanalys till att omedelbart upptäcka tecken på obalans, vilket förhindrar skador på maskinen och försämrad kvalitet på detaljerna. Spindelkylningen övervakas med hjälp av flödesgivare. Eftersom IO-Link även överför mediets temperatur kan effektiviteten hos spindelkylningen utvärderas. Nivågivare i den andra kylkretsen - som används för kylning av både verktyg och arbetsstycke - säkerställer att det alltid finns tillräckligt med kylvätska.
"Energieffektiviteten i processerna blir allt viktigare för våra kunder", säger Krämer. "Det är därför vi använder tryckluftsmätare för att exakt kunna mäta tillförseln till processen. Detta säkerställer att tryckluften används så effektivt som möjligt." Den elektriska effekten, i kilowatt och kilowattimmar, registreras och analyseras också kontinuerligt. En ökning av strömförbrukningen kan vara en indikator på att underhåll kan behövas.
Dataanalys och fjärrunderhåll med den molnbaserade IIoT-plattformen ifm moneo
Denna mängd information ger värdefulla insikter om maskinens hälsa. Med hjälp av ifm:s edgeGateway och LTE-router överförs data till molnversionen av moneo, automationsspecialistens IIoT-plattform. Hos Benzinger överförs de flesta data via IO-Link-strukturen. Dessutom gör det valfria datagränssnittet ifm Agent det möjligt att ansluta andra datakällor,
t.ex. maskinstyrningar eller energimätare, till moneo. moneo gör det möjligt för användare att samla in och analysera maskin- och systemdata centralt och att härleda meningsfulla åtgärder från dem. I molnversionen kan detta till och med göras på flera olika platser. Till exempel kan vibrationsbeteendet hos pumpar, motorer, spindlar och fläktar övervakas för att förhindra fel som orsakas av lagerskador eller obalans. Processvärden som temperatur, nivå, tryck, flöde och elektrisk energiförbrukning kan också följas upp centralt via moneo. Om värdena rör sig utanför det definierade intervallet varnar systemet automatiskt användaren. Mer avancerad, AI-baserad dataanalys är tillgänglig med tillägget moneo IIoT-Insights. Tack vare funktionen Remote Connect kan maskinerna även servas på distans via moneo.
"I moneos molnmiljö kan kunderna med en blick på instrumentpanelen se om det finns tillräckligt med kylvätska eller om det krävs annat underhåll", säger Krämer. Det är dock inte alla av Benzinger's slutkunder som har personalresurser för kontinuerlig dataanalys och tillhörande underhållsplanering. "Det är därför många kunder ger oss fjärråtkomst till sina maskiner för underhållsändamål. Vi kommer sedan åt maskinen via Remote Connect-funktionen i moneo för att optimera processerna i samråd med kunden eller för att rekommendera underhållsåtgärder."
Kontrolldata förbättrar analysmöjligheterna
"Om man som Benzinger även tar med data från maskinstyrningen, som kan integreras i moneo via ifm Agent, får man en komplett bild av maskinens tillstånd. Detta säkerställer högsta möjliga kvalitet på tillståndsövervakningen och förbättrar samtidigt kvaliteten på det proaktiva serviceerbjudandet, vilket i sin tur har en positiv inverkan på maskintillgängligheten och processkvaliteten", säger Christoph Schneider, Vice President Product Management på ifm.
Från IO-Link-mastern (i mitten till vänster) och utvärderingsenheten för vibrationssensorer (nere till höger) överförs data via edgeGateway (uppe till höger) till molnet.
Maskindata visas och analyseras tydligt i moneos instrumentpanel.
Slutsats
Genom att integrera digitalisering och automatisering i sina produktionsprocesser har Benzinger kunnat öka effektiviteten och samtidigt minska kostnaderna. Med hjälp av toppmodern givarteknik och dataanalys kan potentiella problem upptäckas och åtgärdas tidigt, innan de leder till större driftstopp. Detta bidrar inte bara till att förlänga maskinernas livslängd, utan också till att maximera produktiviteten och lönsamheten för kunderna.
