Kooperation zwischen Drei und TU Wien mit Industrial 5G Use Case zur Digitalisierung von vormals manuellen Fertigungsprozessen.

Foto: Florian Bauer/Drei Das Werkstück wird per Roboterarm in den Schraubstock auf der smarten Spannpalette vollautomatisch eingespannt und wird dort während des gesamten Fertigungsprozesses durch integrierte Sensorik überwacht Das Institut für Fertigungstechnik und Photonische Technologien der TU Wien hat in einer Kooperation mit dem Telekom-Komplettanbieter Drei eine Innovation für die Industrie der Zukunft geschaffen. Drei ist seit Herbst 2020 Connectivity-Partner der Technischen Universität Wien für deren Campusnetz in der Pilotfabrik Industrie 4.0 in der Seestadt Aspern. Die neue „Smarte Spannpalette“ ist der erste, in der Industrie einsetzbare 5G-Anwendungsfall, der aus dieser Kooperation entstanden ist.

In vielen Fertigungsprozessen spielen hochtechnologisierte Spannpaletten für die präzise Bearbeitung von Objekten eine wichtige Rolle. Der TU Wien und Drei ist es gelungen, solche Spannpaletten erfolgreich mit Sensoren und 5G-Modem zu erweitern und so einen Use Case zu schaffen, um Fertigungsprozesse auf eine neue Automatisierungs-Ebene zu heben. Die Palette verfügt über eine integrierte Stromversorgung und hat alle notwendigen Recheneinheiten on Board, um den Prozess im Closed Loop mit der Werkzeugmaschine auszuregeln.

Weniger Ausschuss, höhere Qualität

Wird ein Werkstück in die smarte Spannpalette, die mit einem neu entwickelten elektrisch angetriebenen Schraubstock mit integrierter Spannkraftregelung ausgestattet ist, eingespannt, ermittelt diese entlang des gesamten Fertigungsprozesses automatisch Parameter wie zum Beispiel Spannkraft, Schwingungsverhalten, Temperatur oder auch Verformungen. Dies wiederum ermöglicht eine höhere Prozessstabilität und erlaubt, Abweichungen automatisch auszuregeln. Die Konnektivität von Drei sorgt dafür, dass die Sensor-Messwerte nahezu in Echtzeit übertragen werden und unmittelbar für die Steuerung der Palette genutzt werden können.

Die neue Technologie bewirkt weniger Ausschuss, weniger Stillstandzeit und eine höhere Qualität. Dies ist vor allem für Bereiche mit hohen Ansprüchen an die Prozessstabilität, z.B. im Hochsicherheitsbereich bzw. der Luftfahrt relevant. Gleichzeitig werden Daten gesammelt, aus denen wertvolle Erkenntnisse gewonnen werden können - und die in Verbindung mit Algorithmen und künstlicher Intelligenz beispielsweise Predictive Maintenance ermöglichen. Diese hat zum Ziel, den zukünftigen Wartungsbedarf bereits vor Auftreten von Störungen oder Ausfällen vorherzusagen.

Maschinen fühlen und reagieren situativ

„Unter Industrie 4.0 verstehen wir Anwendungen, bei denen Maschinen ‚fühlen‘ und situativ auf gewisse Effekte in der Fertigungstechnik autonom und automatisch reagieren können“, so Friedrich Bleicher, Vorstand des Instituts für Fertigungstechnik und Photonische Technologien der TU Wien. Matthias Baldermann, CTO von Drei ergänzt: „Die Herausforderung einer Mobilfunktechnologie ist meist, dass sie schlicht nicht greifbar ist. Die Kooperation mit der TU Wien ist ein konkretes Anwendungsbeispiel, das den Nutzen für die Industrie veranschaulicht.“