KUKA Bearbeitungszelle goes Cloud

KUKA geht in der Produktion der Zukunft den nächsten Entwicklungsschritt. Mit der vollautomatisierten, vernetzten Roboterzelle, in die zwei Heller Bearbeitungszentren integriert sind, verbindet KUKA die analoge und digitale Welt und erweckt das Internet der Dinge zum Leben.

Die Zelle zeigt, wie ein Roboter in der Zusammenarbeit mit zwei Bearbeitungszentren Roboterbauteile produziert. Dazu greift der Roboter vom Typ KR 500 L480-3MT Gussbauteile mit Hilfe pneumatischer Greifer der Firma Zimmer auf und führt sie einem der Heller Bearbeitungszentren zu. Nachdem die Bauteile gebohrt und gefräst sind, werden sie in der Außenposition vom Roboter noch entgratet und anschließend entnommen. Um beide Bearbeitungszentren aus insgesamt vier Zuführstationen versorgen zu können, ist der Roboter auf der Lineareinheit KL 1500-3 verbaut. Im Rahmen des Digitalisierungsprojektes wurde weitere Sensorik in dem Bearbeitungszentrum installiert. Mit dem Senseforge der Firma altran kann nun gezielt die Temperatur und Abkühlzeit der Werkzeuge überprüft werden.

Mit connyun in die Cloud

Soweit die analoge Welt. Die Verbindung zur digitalen Welt erfolgt durch die Vernetzung aller beteiligten Komponenten miteinander und mit der KUKA Cloud. Das bedeutet, dass nicht nur KUKA-Produkte in die SmartProduction Umgebung eingebunden sind, sondern alle aktiven Komponenten der Zelle. Die Daten werden in der KUKA Connectivity Box gesammelt und an die Cloud weitergegeben.

Entwickelt wurde die Cloud vom KUKA Tochterunternehmen connyun. In der Cloud erfolgen die Services wie Authentifizierung, Datenverarbeitung, vorausschauende Wartung und Ereignisauswertung. Sämtliche Daten der Maschinen, der Roboter, der Bearbeitungsspindel und der Werkzeuge werden in übersichtlichen Dashboards dargestellt. Auf diese Weise haben Werker, Instandhaltung und Management zu jeder Zeit und an jedem Ort die volle Übersicht und Kontrolle über den Produktionsprozess. 

Industrie 4.0 - Der Aufbau

Bei der Vernetzung der Produktionszelle mit CNC-Maschinen der Firma Heller („Heller-Zelle“) setzt KUKA auf eine moderne Industrie 4.0 – Architektur. In vereinfachter Darstellung läßt sich diese Architektur durch vier Ebenen beschreiben: Manufacturing Components (Anlagen), Edge Controller, IIoT Plattform und User Interface.

Industrie 4.0 Architektur


Erste Ebene - Die Manufacturing Components

Dieser Layer beschreibt die realen Maschinen und Sensoren, die in der Produktion zum Einsatz kommen und mit der Cloud Anwendung vernetzt werden. Im Fall der „Heller Zelle“ sind dies Maschinen von der Heller Maschinenfabrik GmbH, KUKA AG, Zimmer Group und altran Group.

Zweite Ebene - Der Edge Controller

Er stellt eine sichere Informationsdrehscheibe zwischen der Produktionszelle und der IIoT Plattform dar. Zum einen ist KUKA‘s Edge Controller in der Lage über moderne Standardprotokolle wie OPC/UA oder MQTT mit den Anlagen nach plug-and-play-Prinzip zu kommunizieren. Zum anderen ist mit dem Edge Controller auch die Anbindung der Brownfield-Anlagen möglich, da dieser sich modular über individuelle Protokolle erweitern lässt.

Dritte Ebene - Die Industrial IoT Plattform

Die Connyun IIoT Platform bietet einen breiten Umfang an industrietypischen IIoT Anwendungen und Services. Zu den Anwendungen zählen z.B. Asset Management, Condition Monitoring und Preventive Maintenance. Bei den IIoT Services handelt es sich um gebrauchsfertige Bausteine zum Aufbau der IIoT Lösungen, wie z.B. Manufacturing Machine Learning, Manufacturing Analytics /Big Data, Rule Engines, Event Management und das Erstellen eines Workflows.

Vierte Ebene - Die ergonomische Oberfläche

Die Benutzeroberfläche ist durch Anmeldung im Webbrowser für den Endnutzer zugänglich. Dadurch werden die Daten für den Anwender einfach nutzbar. Für die Heller Zelle erfolgt der Einstieg über eine Übersichtsseite. Danach kann der Nutzer zu den jeweiligen Anlagen navigieren. Neben der Übersicht über den Anlagenzustand werden hier Funktionalitäten wie ein Hallenplan oder die KPI’s der einzelnen Produktionszellen angeboten. Die Benutzeroberflächen lassen sich flexibel auf die jeweiligen Kundenwünsche anpassen.

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