Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
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Digitale Anbindung der Steuerung von Taumelnietmaschinen bei KMT-Vogt/Schuler Technology

© Fraunhofer IPA

In Kürze

Um neue digitale Anwendungsfälle mit der Firma Schuler Technology zu erproben, wurde eine dort hergestellte Taumelnietmaschine mittels eines IIoT-Edge-Devices und eines VPN-Servers mit Fernzugriff und einer Live-Kennzahlenanzeige ausgestattet.

Im Detail

Eine der Grundvoraussetzungen cyber-physischer Produktionssysteme ist die digitale Integration der einzelnen Produktionsressourcen und Einzelanlagen. Hierfür wollte die Firma Schuler Technology aus Villingen-Schwenningen die Weiterentwicklung der von ihr entwickelten und vertriebenen Taumelnietmaschinen zu einem digitalisierten – cyber-physischen – Produkt erproben. Gemeinsam mit dem Fraunhofer IPA und der Firma Blaich Automation wurden dazu im Rahmen eines Mikroprojekts des Kompetenzzentrums Mittelstand 4.0 sowie eines nachfolgenden »Exploring Projects« des Technologie- und Innovationscampus S-TEC zuerst Use Cases für digitale Services entwickelt und priorisiert, und dann die digitale Anbindung einer Taumelnietmaschine für die Use Cases »Fernwartung« und »Automatisierte Kennzahlerhebung und Visualisierung« konzipiert und prototypisch implementiert.

Für die praktische Umsetzung wurde dazu ein Fernwartungskonzept basierend auf der in den Taumelnietmaschinen verwendeten Siemens-Steuerung in Kombination mit einem kommerziellen IoT-Gateway entwickelt. Die Entscheidung fiel dabei auf zwei Geräte: Das IIoT-Gateway GC300T der Firma Insevis, und den Revolution Pi von Kunbus. Ersteres bot eine einfache Einrichtung, Zweiteres eine erweiterte Rechenleistung und freie Konfigurierbarkeit.

Auf einem gesicherten Cloud-Server wurde eine OpenVPN-Serverinstallation als Endpunkt eingerichtet, mit dem sich das lokale Edge-Device nach Kontakt mit dem Internet automatisch verband und damit Fernzugriff auf die Steuerung ermöglichte, der z.B. für Updates oder Wartung genutzt werden konnte.

Zur Erfassung und Visualisierung von Kennzahlen wurde mittels des Insevis-Geräts, sowie der vorinstallierten NodeRED-Grafikumgebung ein Dashboard geschaffen, das z.B. den Verfahrweg der Maschine live anzeigen konnte und vollständige Nietvorgänge zählte. Die Datenanbindung erfolgte dabei über den integrierten SPS-Treiber und das Nachrichtenprotokoll MQTT.

Ein gleichwertiger Datentransport wurde mittels Mosquitto-MQTT-Broker, NodeRED und der Docker-Umgebung auf dem Revolution Pi umgesetzt.