vBox – Industrie 4.0 als Retrofit

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 stark gewandelt. Die Folge: Herkömmliche Maschinen stoßen an ihre Grenzen sobald sie sich in intelligente Fertigungsnetzwerke integrieren sollen.

Damit Unternehmen Maschinen und Anlagen, die noch einwandfrei funktionieren, nicht vor Ende ihrer Lebensdauer austauschen müssen, hat Fraunhofer IPT die vBox entwickelt: Sie rüstet die Produktionssysteme im Sinne der Industrie 4.0 mit Netzwerkfähigkeiten aus und erspart Maschinenbetreibern hohe Kosten – in der Serienproduktion wie auch bei der Fertigung von Einzelstücken.

Was kann die vBox?

Industrie 4.0 bedeutet, Daten im Inneren und im Umfeld der Maschine durch integrierte und externe Sensoren in höchster Präzision aufzunehmen und zu synchronisieren. Diese Informationen müssen in Echtzeit in ein angeschlossenes Netzwerk eingespeist werden, um eine sofortige und eigenständige Reaktion des Systems zu gewährleisten.

Die vBox des Fraunhofer IPT arbeitet hier gemäß den aktuellen Industriestandards: Das kompakte System kann Positionsdaten ebenso wie digitale In- und Outputs mit Sensordaten synchronisieren und dem Anwender nach Bedarf visuell darstellen – unabhängig von der verwendeten Steuerungstechnik.

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 optimieren.

Beispiele für den unmittelbar sichtbaren Nutzen der vBox sind das Ramp-Up einer neuen Serienproduktion, die Überwachung von Prozessen zur Fertigung hochwertiger Bauteile oder die Predictive Maintenance von Baugruppen. Wir nutzen die vBox, um im Sinne der Industrie 4.0 Maschinendaten aufzunehmen, zu synchronisieren und mit Hilfe dieser Daten Maschinenbefehle für beispielsweise eine vorausschauende Wartung automatisiert auszuführen.

Technische Daten der vBox

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