SmartChips als Basis für Werkzeugidentifikation

Boehlerit wird künftig SmartChips als Basiskomponente für Werkzeugidentifikationslösungen im Sinne von Industrie 4.0 anbieten. Die klebefrei eingebrachten Chips sind prädestiniert für die Kennzeichnung von Werkzeugen unterschiedlichster Art. Damit ermöglichen sie uns die Umsetzung von Industrie 4.0-Projekten in der eigenen Produktion. Dr. Ronald Weißenbacher, Leiter Forschung und Entwicklung bei Boehlerit

Die erste industrielle Revolution war im 18. Jahrhundert die sogenannte Mechanisierung. Aus dieser Zeit markiert der Webstuhl den ersten Schritt in die maschinelle Produktion. Die zweite industrielle Revolution brachte das Fließband von Henry Ford. Die elektrische Automatisierung und damit dritte industrielle Revolution kam durch die erste speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) so richtig in Schwung. Mit der Verbindung von Maschinen und Anlagen für einen automatischen Datenaustausch – und zwar innerhalb sowie auch außerhalb eines Betriebes – stehen wir heute am Beginn der vierten industriellen Revolution. Private Datennetze aber auch das Internet mit seinen grenzenlosen Möglichkeiten des Informationsaustausches werden genutzt und in die Automatisierung miteinbezogen.

Industrie 4.0 verzahnt also die Produktion mit modernster Informations- und Kommunikationstechnik, was weitgehend selbstorganisierende Produktionsabläufe ermöglicht. Menschen, Maschinen, Anlagen, Logistik und Produkte kommunizieren und kooperieren direkt miteinander. Produktions- und Logistikprozesse zwischen Unternehmen im selben Produktionsprozess werden intelligent miteinander verzahnt, um die Produktion noch effizienter und flexibler zu gestalten. Das Ziel ist, eine massen- und kostenoptimierte Automatisierung versus höchstmöglicher Flexibilität bis zur Losgröße 1 neu auszutarieren und beides zu verbinden. Im Klartext geht es darum, den immer kürzeren Produktlebenszyklen und der steigenden Kundenindividualität Rechnung zu tragen und hoch individuelle Produkte effizient sowie in kürzester Zeit herzustellen.

Bei Boehlerit werden UHF-Varianten der RFID-Chips, sogenannte SmartChips, in Thermo Grip® Schrumpffuttern von Bilz verwendet.

SmartChips für die Werkzeugidentifikation

Ein Bereich, in dem sich dieser Trend in besonderem Maß wiederspiegelt ist die Zerspanungstechnik. Hier werden zunehmend hoch flexible Bearbeitungszentren eingesetzt und nicht selten zu Mehrmaschinensystemen, sogenannten flexiblen Fertigungssystemen, verkettet. Es gibt bereits Fertigungsstätten mit beeindruckend hohem Automationsgrad, in denen auch die Werkzeugwechsel über Shuttlesysteme und Roboter voll automatisiert sind. Dies setzt allerdings unter anderem ein Tool-Management mit einer Kennzeichnung der Werkzeuge voraus. Eine Möglichkeit ist, dass dafür RFID-Datenträger verwendet werden. RFID steht für Radio Frequency Identification und funktioniert berührungslos. Die Datenträger sind Transponder und die darauf gespeicherten Daten werden über Schreib-/Lesegeräte erkannt und ausgelesen bzw. geschrieben. Am bekanntesten wurde die RFID-Technologie über die Produktsicherung im Einzelhandel.

Um den Einsatz dieser RFID-Technologie im Bereich der Zerspanungswerkzeuge weiter zu verbessern, arbeitet Boehlerit mit dem Schwesterunternehmen Bilz zusammen. Ein nicht ganz neue Ansatz, ist die Idee, die inzwischen kostengünstigen RFID-Halbleiter, die mit einer eindeutigen, nichtsprechenden ID-Nummer auszustatten sind, und die inzwischen gut ausgebauten DFÜ Netze zur Datenlogistik zu nutzen. Die gesamten Hintergrundinformationen zum Werkzeug, die einen viel größeren Umfang als die mitgeführten Daten herkömmlicher Chips haben können, werden über die Cloud verwaltet.

Kostengünstige UHF-Variante

Das Tool Dialog smart connectivity System (TDSc) von Bilz bietet eine kostengünstige UHF-Variante eines solchen RFID-Chips mit entsprechender Hard- und Softwarealternative dazu. Hinzu kommt, dass durch die viel kleineren Halbleiterelemente flexiblere, auch kleberfreie Verbindungen zum Trägerkörper möglich werden. Der Vorteil dieser sogenannten SmartChips ist, dass sie über ein Gehäusesystem form- bzw. kraftschlüssig eingepresst werden. Dies spart das zeitaufwendige Einkleben der Chips, sodass die Werkzeuge schneller einsetzbar sind. Die entsprechende Software ermöglicht eine flexible Nutzung der Reader und der Tags in Datenbankumgebungen von Drittanbietern. Verfolgt wird auch eine Nutzbarmachung mit open source Produkten um die Initialinvestitionen zu minimieren.

Außerdem sind diese Chips deutlich kleiner und folglich auch in dünnwandige Werkzeuge direkt einsetzbar. Diese Vorteile wird Boehlerit künftig nutzen und die SmartChips als Basiskomponente für Werkzeugidentifikationslösungen im Sinne von Industrie 4.0 anbieten.