Big Data – Analysesoftware Mit Industrial Analytics neue Geschäftsmodelle entwickeln

Im globalen Maschinenbau ist der potenzielle Mitbewerber mit seinen Ideen, Produkten und Dienstleistungen nur einen Mausklick entfernt. Mit Industrial Analytics von Weidmüller können sich jetzt zwei Hersteller – Grenzebach und Boge – mit neuartigen Geschäftsmodellen differenzieren und ihren Kunden einen Mehrwert anbieten.

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Mit seinen Rührreibschweiß-Systemen bietet Grenzebach ein Fügeverfahren zum Verbinden von technisch reinen Metallen, Legierungen und Mischverbindungen. Die Rührreibschweiß-Technologie (Friction Stir Welding, FSW) eignet sich besonders für das Schweißen von Leichtmetallen wie zum Beispiel Aluminium und dessen Legierungen. Zur Realisierung eines Echtzeit-Monitoring-Systems beim Schweißvorgang sowie zur Kosten- und Ressourceneinsparung durch eine gezielte Wartung nutzt der Spezialist im Maschinen- und Anlagenbau die Industrial Analytics Software von Weidmüller.

Grenzebach wird damit in die Lage versetzt, pro aktiv zu reagieren und kann sofort eine Aussage über die Qualität der erstellten Schweißnaht treffen, bzw. die genaue Fehlstelle dem Anlagenbediener visuell mitteilen. Über die im Schweißkopf integrierte Sensorik wertet die Software Prozessdaten aus, die Rückschlüsse etwa auf den Werkzeugzustand (Beanspruchung, Laufleistung/Lebensdauer) ermöglichen und berechnet auf diese Weise präzise das nächste Werkzeugwechsel-Intervall, Kosten- und Ressourcen lassen sich einsparen. Mit dem Einsatz von Industrial Analytics eröffnen sich völlig neue Einsatzbereiche und Anwendungsfelder in der 24/7-Serienproduktion.

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Datenaufnahme in Zusammenarbeit

Die Rührreibschweiß-Technologie ermöglicht robuste, verzugsarme und mechanisch feste Verbindungen ohne eine Verwendung von Schweißzusätzen und Schutzgas. Die mit FSW produzierten Verbindungen verfügen darüber hinaus über eine sehr gute Oberflächenqualität. Die zum Verbinden benötigte Prozesswärme wird beim Rührreibschweißen mit einem drehenden Werkzeug (Reibstift) durch Reibung und Druck an der Nahtstelle erzeugt. Das Metall verformt sich plastisch durch die eingebrachte Wärme und wird durch die Rotation des Werkzeugs entlang der Nahtstelle verrührt. Auf diese Weise entsteht eine robuste und langzeitbeständige Naht, mit nur geringen Bauteildeformationen bzw. Eigenspannungen. Für eine dynamische Prozessregelung ist der speziell entwickelte Schweißkopf mit Kraftsensoren ausgestattet, die die Verformung sowie die Zug- und Druckkräfte messen.

Die so erzeugten Daten nutzt Weidmüller für seine Analytics-Software, um daraus das Reibstift-Verhalten zu lernen. In Zusammenarbeit mit den Grenzebach-Ingenieuren startete Weidmüller mit der Datenaufnahme. Datensätze von über 100 Schweißnähten wurden ermittelt, beurteilt sowie die relevanten Daten herausgefiltert und anhand von intelligenten Datenanalyseverfahren ausgewertet. Das Ergebnis der umfangreichen und detaillierten Analyse wurde als Referenzdatensatz hinterlegt. Einen wesentlichen Bestandteil der Analysen bildet das Know-how von Grenzebach. Die Analyse-Software kann Fehler zwar mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit vorhersagen – Voraussetzung hierfür ist jedoch stets, dass er zuvor klassifiziert worden ist. Nur Grenzebach kann bewerten, ob eine Anomalie tatsächlich als kritischer Fehler einzustufen ist.

Real-Time Qualitätskontrolle per Software

Eine Qualitätskontrolle erfolgte beim Rührreibschweißen bisher optisch durch den Bediener im Anschluss an den Schweißprozess. Bei diesem Vorgehen steht das Schweißergebnis im direkten Zusammenhang mit dessen Know-how. Diese aufwändige und umständliche Kontrolle entfällt zukünftig durch den Einsatz der Industrial Analytics Lösung. Das funktioniert folgendermaßen: Während des Schweißprozesses vergleicht die Software die Daten, die von den Sensoren geliefert werden, mit dem hinterlegten idealen Datenmodellen des Referenzsatzes. Sobald eine Abweichung außerhalb der definierten Parameter vorliegt, erhält der Anlagenbediener einen Hinweis, dass eine Anomalie beim Schweißprozess aufgetreten ist. Die Software arbeitet so präzise, dass sie dem Bediener die genaue Fehlstelle visuell mitteilt. Die bisherige manuelle Kontrolle der Schweißnaht entfällt.

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