Die vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT in Aachen entwickelte vBox rüstet bestehende Produktionssysteme im Sinne der Industrie 4.0 mit Netzwerkfähigkeiten aus und erspart Maschinenbetreibern damit hohe Kosten.

Die Industrie 4.0 erfordert es, Daten im Inneren und im Umfeld von Maschinen durch Sensoren in höchster Präzision aufzunehmen und zu synchronisieren. Die Informationen aus der Maschine werden in Echtzeit in das angeschlossene Netzwerk eingespeist, um eine sofortige, eigenständige Reaktion des Systems zu gewährleisten. Viele Unternehmen wollen hier den Anschluss nicht verlieren und tauschen bereits heute Anlagen, die noch einwandfrei funktionieren, vor Ende ihrer Lebensdauer gegen neuere, netzwerkfähige aus.

Als Alternative zum kostspieligen Austausch hat das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen nun die so genannte vBox entwickelt: Sie rüstet bestehende Produktionssysteme mit Netzwerkfähigkeiten aus und erspart Maschinenbetreibern damit hohe Kosten.

Werkzeugmaschinen mit hochpräzisen und langlebigen mechanischen Baugruppen können bei regelmäßiger Wartung über Jahre produktiv in High-Tech-Branchen wie dem Automobilbau oder der Luftfahrtindustrie eingesetzt werden. Die Anforderungen an Sensorintegration, Steuerungstechnik und Vernetzung haben sich im Laufe der Entwicklungen zur Industrie 4.0 jedoch stark gewandelt. Die Folge: Herkömmliche Maschinen stoßen an ihre Grenzen sobald sie sich in intelligente Fertigungsnetzwerke integrieren sollen.

Die vBox des Fraunhofer IPT bietet hier eine Alternative zum Austausch der bestehenden Produktionsanlagen: Als Retrofit-Lösung verfügt sie über die erforderlichen Netzwerkfähigkeiten für den Echtzeit-Datenaustausch. Das kompakte System kann Positionsdaten ebenso wie digitale In- und Outputs mit Sensordaten synchronisieren und für den Anwender nach Bedarf visuell darstellen – unabhängig von der verwendeten Steuerungstechnik und vollständig nach aktuellen Industriestandards.

Maschinendaten und Informationen zu Kraft, Körperschall oder Beschleunigung werden in höchster Qualität und in Echtzeit übermittelt, um in kritischen Prozessphasen Fehlfunktionen aufzudecken und Abläufe unverzüglich zu optimieren. Auf dieser Grundlage können Unternehmen sogar Einsätze von Bedienern und Servicemitarbeitern individuell planen und bedarfsgerecht anpassen.

Das Fraunhofer IPT konnte die vBox bereits ausgiebig testen. Sie eignet sich nach Angaben der Aachener Forscher gleichermaßen für die Überwachung der Anlaufphase einer neuen Serienproduktion oder von Prozessen zur Herstellung besonders hochwertiger Bauteile wie auch zur vorausschauenden Instandhaltung, der sogenannten Predictive Maintenance, von Baugruppen. Durch die vollständige Integration in bestehende Fertigungsleitsysteme kann die vBox damit einen entscheidenden Beitrag zur transparenten Fertigung im Sinne der Industrie 4.0 leisten.

Technische Daten der vBox

- 4 x Analog-Eingang (+/-10 V, 1 MOhm, DC -80 kHz)
 - 4 x Analog-Eingang (+/-10 V, 16 kOhm, 1 Hz - 80 kHz)
 - 2 x High-Speed-Analog-Eingang mit integrierter FFT (+/-5 V, 50 Ohm, DC -5 MHz)
 - 4 x Encoder (1 Vss, TLL oder 11 mAss)
 - 3 x Digital-Ausgang 5 V
 - 3 x Digital-Ausgang 24 V
 - 3 x Digital-Eingang 5 V
 - 3 x Digital-Eingang 24 V
 - 100 kHz Echtzeitmessung
 - < 100 ns Uhrenabgleich
 - 200 Mbit/s Ethernet
 - 30 vBoxen vernetzbar