Die Erfassung und Nutzung der Produktionsdaten aus Werkzeugmaschinen ist heute eine zentrale Herausforderung für die Fertigungswerkstätten. Die Effizienz zu verbessern, Ausfallzeiten zu reduzieren, die Produktion in Echtzeit zu steuern: all dies sind Vorteile, die durch die Verbindung der Werkzeugmaschinen. Diese Daten sind insbesondere unerlässlich, um einen zuverlässigen OEE auf einem heterogenen Maschinenpark zu berechnen.
Doch wie verbindet man eine CNC-Werkzeugmaschine eigentlich? Welche technischen Ansätze gibt es? Und mit welchen Kosten und Einschränkungen müssen Hersteller rechnen?
1. Zwei Hauptansätze der Maschinenanbindung
1.1 Anbindung über I/O-Signale
Ein historisch weit verbreiteter Ansatz.
Zusätzliche Hardware-Module werden an elektrische Signale oder serielle Schnittstellen angeschlossen.
Vorteile: universelle Lösung, nahezu mit jeder Maschine kompatibel.
Einschränkungen: sehr begrenzte Daten (Maschine läuft oder nicht, Stückzähler), keine detaillierten Statusinformationen.
1.2 Direkte Anbindung an die CNC-Steuerung
Nutzung der Protokolle, die vom Maschinen- oder Steuerungshersteller bereitgestellt werden (Fanuc, Heidenhain, Siemens, Mazak, Okuma usw.).
Vorteile: deutlich umfangreichere Daten (Programme, detaillierte Status, Alarme, Zykluszeiten …), keine zusätzliche Hardware erforderlich.
Einschränkungen: starke Abhängigkeit vom Maschinentyp und den Herstellerprotokollen, viele unterschiedliche Fälle zu berücksichtigen.
2. Protokolle für die CNC-Anbindung
Proprietäre Bibliotheken
Zugriff über SDKs des Herstellers.
Teilweise kostenlos (z. B. bei bestimmten D.Electron-Modellen), teilweise kostenpflichtig (Fanuc, Heidenhain).
Offene Standards
OPC UA: insbesondere in Europa stark verbreitet, von Siemens vorangetrieben.
MTConnect: stärker in den USA etabliert, eingesetzt von Mazak, Okuma.
Datei- oder netzwerkbasierte Kommunikation
Einige Maschinen (z. B. Röders) exportieren Produktionsdaten in Dateien, andere nutzen TCP- oder UDP-Verbindungen zum Datenaustausch (z. B. Brother).
Kombinierte Ansätze (CNC + SPS)
Durch die Kombination von CNC-Daten mit SPS-Signalen kann der Umfang der erfassten Informationen erweitert werden.
3. Kosten der Maschinenanbindung
💡 Ein oft unterschätzter Punkt in der Industrie.
Auf Maschinenseite: Einige CNCs erfordern die Aktivierung von Konnektivitätsoptionen, oft mit Kosten von rund 900 EUR pro Maschine (Heidenhain 640, Siemens Sinumerik, Mazak).
Auf Softwareseite: Einige Hersteller verlangen zusätzliche SDK-Lizenzen für den Zugriff auf ihre proprietären Bibliotheken (Fanuc, Heidenhain), was die Gesamtkosten erhöht.
Kostenlose Optionen: Manche Hersteller stellen ihre Verbindungsprotokolle kostenlos zur Verfügung.
4. Warum die direkte CNC-Anbindung zur Datenerfassung bevorzugt wird
Direkter Zugriff auf detailliertere und zuverlässigere Daten.
Keine externe Hardware notwendig.
Höhere Präzision und Zuverlässigkeit bei der Datenerfassung.
Bei Atsora Solutions, verfolgen wir eindeutig diesen Ansatz, da er es ermöglicht, unsere Werkzeuge zur Überwachung von Werkzeugmaschinen und zur Produktionssteuerung. Dieser Ansatz wird in mehreren Industrieprojekten verwendet, insbesondere zur Überwachung eines Parks von heterogenen Maschinen.
Fazit
Die Maschinenanbindung ist heute ein entscheidender Schritt für jedes Fertigungsunternehmen, das den Weg in Richtung Industrie 4.0 gehen möchte.
Ob über I/O-Signale oder direkt über die CNC – jeder Ansatz bringt seine Vorteile, Kosten und Einschränkungen mit sich.
👉 Über die Anbindung hinaus bleibt ein weiterer Punkt von zentraler Bedeutung: die Sicherheit der Maschinenverbindungen. Dieses Thema werden wir in einem eigenen Artikel behandeln.