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Sichere, vernetzte Maschinen und Roboter

: FANUC


Der amerikanische Nachrichtendienst Robotics & Automation hatte es im vergangenen Jahr so angekündigt: Fanuc entwickelt einen App Store für seine FIELD-Plattform. FIELD steht dabei für Fanuc Intelligent Edge Link and Drive und basiert auf offenen Standards. Nun ist die Plattform da. Erste Anwendungen wie ZDT und Linki bestehen bereits und sind im industriellen Einsatz. Fanuc selbst vernetzt auf seiner FIELD-Plattform unterschiedliche Anwendungen und integriert beispielsweise Deep Learning-Projekte mit einer leistungsfähigen Cloud und „klugen“ Algorithmen.

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Das FIELD-System ist eine offene Plattform, die sich auf die simultane Benutzung verschiedener Industrial IoT-Applikationen innerhalb einer Produktionsstätte, wie beispielsweise Maschinen, Roboter, CNC Steuerungen und Sensoren, konzentriert.

Das FIELD-System ist eine offene Plattform, die sich auf die simultane Benutzung...

Das FIELD-System ist eine offene Plattform, die sich auf die simultane Benutzung verschiedener Industrial IoT-Applikationen innerhalb einer Produktionsstätte, wie beispielsweise Maschinen, Roboter, CNC-Steuerungen und Sensoren konzentriert. Die Software verbindet Maschinen jeglicher Art mit Hilfe eines interaktiven Webs. Dadurch kann die Software auf ein immenses Datenvolumen zugreifen und effiziente Auswertungen liefern. Die Offenheit der Plattform gibt Herstellern von Maschinen, Robotern sowie Sensor- und Peripheriegeräten die nötige Flexibilität, ihre eigenen Applikationen zu entwickeln. Sie bietet ihnen aber auch gleichzeitig die Möglichkeit, die Software mit übergeordneten Systemen zu verknüpfen.

Apps zur Funktionsüberwachung

Über den aktuellen Stand zur FIELD-Plattform referierte Jürgen Barth, Key Account Manager bei Fanuc, auf der 3. Fachkonferenz „Roboter in der Automobilindustrie“ und stellte dabei zwei Aktivitäten vor: Die Vernetzung von 150 Werkzeugmaschinen auf der vergangenen EMO und die FIELD-Applikation ZDT, die bei General Motors läuft. Die App Zero Down Time, kurz: ZDT, ist dabei weltweit im Einsatz. Mit diesem Tool überwacht ein Automobilhersteller die Funktion von über 10.000 Robotern, um rechtzeitig Erkenntnisse über Ausfallrisiken oder Signale für eine vorbeugende Wartung zu bekommen. 27 Produktionsstätten in fünf Ländern sind in diesem Netzwerk zusammengeschlossen.

Eine weitere App, die Operation Management Software MT-Linki, kommt in Werkzeugmaschinen mit Fanuc-CNC-Steuerungen zum
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„Surface Flaw Inspection by Machine Learning“ ist ein Konzept bei dem ein CR-7iA Roboter einer Kamera das Werkstück in verschiedensten Orientierungen präsentiert, davon werden Bilder gemacht, verarbeitet und darauf basierend Entscheidungen getroffen.

„Surface Flaw Inspection by Machine Learning“ ist ein Konzept bei dem ein...

Einsatz. Mit der FIELD-Technologie erfasst und überwacht MT-Linki Kenndaten der Werkzeugmaschine, überwacht und analysiert deren „Lebensfunktionen“ und erkennt somit frühzeitig Produktions- und Maschinenprobleme. Damit können präventive Wartungsmaßnahmen durchgeführt werden noch bevor es zu einer Störung oder gar einem Stillstand kommt.

Geeignet für riesige Datenmengen

Alle FIELD-Funktionen arbeiten mit oder basieren auf sehr großen Datenmengen (Big Data). Als probates Mittel der Speicherung gilt eine Cloud, auf die alle Teilnehmer einer Fertigungsumgebung zugreifen können. Um diesen Zugriff selektiver zu gestalten, haben Fanuc und Cisco eine Factory Internet Cloud eingeführt und nennen diese der Einfachheit halber Fog. In dieser internen Fog sind deutlich weniger Daten gespeichert, so dass die im Edge Computing angefallenen Daten von Maschinen, Robotern oder Applikationen auf der Prozessebene auch schnell zur Verfügung stehen.

In Zukunft werden Systeme wie FIELD offen für alle am Produktionsprozess beteiligten Maschinen sein müssen. Fanuc selbst nutzt für eigene Produkte wie Robodrill, Robocut, Laser oder Roboter zwar nach wie vor proprietäre Schnittstellen (was die Funktionssicherheit bisher enorm hoch gehalten hat), wird aber über OPC-Server auch fremde Steuerungen unterstützen. So wird es möglich sein auch Third-Party-Produkte an ein FIELD-System anzuschließen.

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„Smart Machining Functions“ sind Funktionen einer Fanuc-CNC, die eine jeweils optimale Bearbeitung von Werkstücken durch adaptive, in Echtzeit erfolgender Anpassung von Technologiewerten wie Drehzahl oder Vorschub im laufenden Betrieb ermöglichen.

„Smart Machining Functions“ sind Funktionen einer Fanuc-CNC, die eine jeweils...

Intelligente Produktion

Eine große Rolle spielt bei FIELD in allen Bereichen Artificial Intelligence. Dazu eine konkrete Umsetzung: Surface Flaw Inspection by Machine Learning ist ein Konzept bei dem ein CR-7iA Roboter einer Kamera das Werkstück in verschiedensten Orientierungen präsentiert, davon werden Bilder gemacht, verarbeitet und darauf basierend Entscheidungen getroffen.

Auch Deep Learning ist eine FIELD-Applikation. Sehr anschaulich ist das Beispiel einer Roboteranwendung beim Bin Picking. Der Versuchsaufbau dafür sieht vor, einen Roboter mit Area Vision Sensor an eine Kiste mit Teilen zu stellen, die der Roboter, ohne eigens geteacht zu werden, aus der Kiste holen soll. Arbeiten mehrere Roboter an dieser Kiste, profitieren sie von den Erfahrungen der anderen und räumen die Kiste entsprechend schneller leer. Die Lernkurve sieht so aus, dass der Roboter nach 1.000 Versuchen eine Erfolgsquote von 60 % hat und nach 5.000 Versuchen schon 90 % aller Teile greifen kann – ohne dass eine einzige Zeile eines Programmcodes geschrieben werden muss.

Smart & safe Machining

Smart Machining Functions sind Funktionen einer Fanuc-CNC, die eine jeweils optimale Bearbeitung von Werkstücken durch adaptive, in Echtzeit erfolgender Anpassung von Technologiewerten wie Drehzahl oder Vorschub im laufenden Betrieb ermöglichen. Ergebnis ist ein ausfallsicherer Betrieb mit kürzeren Zykluszeiten bei gleichbleibender oder besserer Werkstückqualität. Mit Hilfe von Smart Machining Functions werden optimierte Grenzwerte ausgelotet, um von vornherein bessere Einstellungen vornehmen zu können als zuvor. Je nachdem wie gut
der Prozess eingestellt ist, schätzen Experten, dass sich Verbesserungen von 10 bis 20 % erzielen lassen, sei es in Form kürzerer Zykluszeiten, sei es unter Qualitätsaspekten. Durch die intelligente Aufbereitung vorhandener Basisdaten wie Ströme, Temperaturen oder Beschleunigungen kann die Leistungsgrenze einer Werkzeugmaschine maximal ausgereizt werden. Zukünftig sollen solche gelernten Erfahrungen bzw. Daten nicht nur auf der Maschine selbst, sondern auch im Rahmen der Fanuc Industrie 4.0-Umgebung – FIELD-System – zur Verfügung gestellt werden.

Das FIELD-System ist eine offene Plattform, die sich auf die simultane Benutzung verschiedener Industrial IoT-Applikationen innerhalb einer Produktionsstätte, wie beispielsweise Maschinen, Roboter, CNC Steuerungen und Sensoren, konzentriert.
„Surface Flaw Inspection by Machine Learning“ ist ein Konzept bei dem ein CR-7iA Roboter einer Kamera das Werkstück in verschiedensten Orientierungen präsentiert, davon werden Bilder gemacht, verarbeitet und darauf basierend Entscheidungen getroffen.
„Smart Machining Functions“ sind Funktionen einer Fanuc-CNC, die eine jeweils optimale Bearbeitung von Werkstücken durch adaptive, in Echtzeit erfolgender Anpassung von Technologiewerten wie Drehzahl oder Vorschub im laufenden Betrieb ermöglichen.



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