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Schleifmaschine 4.0

Wie IO-Link Flexibilität in die Automatisierung bringt

| Autor/ Redakteur: Dr. Elmar Büchler* / Sebastian Human

Nicht nur bei weit verzweigten, auch bei kompakten Maschinen stellt die digitale I/O-Schnittstelle ihre Vorzüge unter Beweis. Mit IO-Link und zentral hinterlegten Parameter-Rezepten sind Format- und Produktwechsel einfach und in kürzester Zeit realisierbar.

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Nicht nur Schleifmaschinen lassen sich über IO-Link vernetzen.
Nicht nur Schleifmaschinen lassen sich über IO-Link vernetzen.
( Bild: gemeinfrei / Unsplash )

In den neuen Schleifmaschinen von Fives Giustina steht IO-Link für mehr Flexibilität, Effizienz und einfachere Handhabung. Zusätzlich zum bereits betonten Format- und Produktwechsel bieten transparente Parametrier- und Diagnosekonzepte dem Anwender erheblichen Zusatznutzen. Gemeinsam mit Balluff gelang es dem italienischen Hersteller so, seine Maschinen fit für Industrie 4.0 zu machen.

IO-Link kurz und knapp erklärt

Bei IO-Link handelt es sich sozusagen um die USB-Schnittstelle für die Automatisierungstechnik. Eine Vielzahl an Geräten wie Sensoren, Aktoren, Ventilinseln, Antriebe, Greifer oder ähnliches sind inzwischen mit dem Kommunikationssystem ausgestattet. IO-Link ist weltweit der Standard für entsprechende Komponenten.

Seinen Einsatz findet es inzwischen weltweit in allen Industrien (Automotive, Maschinen- und Anlagenbau, Pharma, Food, Stahl, Kunststoff, Chemische, ...), da es für einen universellen, branchenunabhängigen Einsatz geeignet ist. Das beinhaltet alle industriellen Anwendungen, in denen Signale mittels Sensoren erfasst werden und entsprechenden Aktoren wie Ventile oder Antriebe angesteuert werden.

Auf den Millimeter genau

Die eingangs erwähnte Schleifmaschine nimmt die zu bearbeitenden Werkstücke regelrecht in die Zange: Die Maschine schleift Bauteile mit Planflächen wie beispielsweise Pleuel, Scheiben, Zahnräder sowie andere Maschinen- und Werkzeugbaukomponenten. Die vertikale Doppelanschleifmaschine ist variabel einsetzbar, das flexible Umrüstkonzept unterstützt eine hohe Teilevielfalt. Sowohl Werkstücke mit planparallelen Flächen als auch solche mit nur einer Planfläche können im Eistich- oder Durchlaufverfahren auf der Maschine geschliffen werden. Das Bauteil wird während des Schleifvorganges in Rotation versetzt, was die Parallelität und Qualität der Oberflächen verbessert. Mit einem einfachen Tausch der Werkstückaufnahmen lassen sich verschiedene Werkstücktypen mit Materialdicken von 0,5 bis 100 mm und Durchmessern bis 200 mm bearbeiten.

Eingeschliffene Pfade verlassen

IO-Link, die nach IEC 61131-9 international zertifizierte Punkt-zu-Punkt Verbindung unterhalb der Busebene, ist bei dem Schleifmaschinenhersteller seit Jahren ein bekannter Standard. Schon 2014 hatte das Unternehmen Maschinen mit dem digitalen Kommunikationsstandard ausgerüstet und an einen namhaften Automobilhersteller geliefert – und seither rundum positive Rückmeldungen erhalten.

Pneumatische Wartungseinheiten mit IO- Link Drucksensoren und Feldbusmodul
Pneumatische Wartungseinheiten mit IO- Link Drucksensoren und Feldbusmodul
( Bild: Fives Giustina S.r.l. )

Tatsächlich eröffnet IO-Link, vergleichbar mit dem USB-Standard im Rechnerumfeld, völlig neue Perspektiven: Der digitale I/O-Standard verknüpft Sensoren und Aktoren ganz einfach per Dreidrahtkabel und Steckverbinder mit der Anlagensteuerung. Umständliches Verdrahten ist passé; das spart Zeit, Material und Geld. Gleichzeitig eröffnet der unkomplizierte Kommunikationsstandard den direkten Blick auf den Ort des Geschehens. Wem spätestens jetzt das Schlagwort Industrie 4.0 in den Sinn kommt, liegt völlig richtig: nicht ohne Grund bezeichnet man IO-Link in der Branche als Enabler-Technologie.

Argumente für IO-Link

Die Argumente für IO-Link sind vielfältig. Auf der Maschine, so lautet eine der Kernanforderungen, soll ein breites Teilespektrum bearbeitbar sein. Mit einem flexiblen Umrüstkonzept wurden im Vorfeld bereits die Voraussetzungen für einen schnellen Produktwechsel geschaffen. Parallel dazu ist ein ebenso einfaches wie flexibel anwendbares Parametrierkonzept gefragt.

Die eingesetzten Drucksensoren sowie eine neuartige LED-Signalleuchte gaben im vorliegenden Beispiel den Ausschlag für IO-Link.

Mit einfachen Dreidrahtkabeln und M12-Steckern werden diese über einen Profibus-Master mit der Steuerungsebene verbunden. Geschirmte Leitungen, Anschaltboxen und Zusatzkarten entfallen. Selbst einfache induktive Sensoren werden über spezielle Sensorhubs eingesammelt und so in die IO-Link Architektur eingebunden. Stecken statt Verkabeln überzeugt allein schon deshalb, weil die Wahrscheinlichkeit von Installationsfehlern gegen Null geht. Weitere Vorteile sind Materialeinsparung und Übersichtlichkeit. Da IO-Link mit wenigen Standardkomponenten auskommt, rechnet sich dessen Einsatz häufig schon bei alleiniger Betrachtung der Hardware-Komponenten.

Die umfangreiche Funktionalität der neuen LED-Signalleuchte wäre ohne IO-Link nicht denkbar: Im Gegensatz zu Signallampen herkömmlichen Typs sind die Farben und Zonen nicht fest zugewiesen, sondern frei ansteuer- und zentral programmierbar. 20 übereinander gereihte farbige Leuchtdioden strahlen oder blinken je nach Wunsch und Aufgabe in mehreren wählbaren Farben. Verschiedene Betriebszustände der Anlage, Verläufe oder physikalische Größen wie Temperaturzustände lassen sich bedarfsentsprechend auf einfache Weise visualisieren.

Darüber hinaus gestaltet IO-Link die Verkabelung der Maschine klar und übersichtlich und beansprucht deutlich weniger Platz im Schaltschrank. Der Stromlauf- und Klemmenplan ist rasch erstellt und für Maschinenbetreiber sowie Service-Techniker unmittelbar nachvollziehbar.

Der Einsatz von IO-Link ermöglicht eine schnellere Markteinführung der Maschinen, die mit Flexibilität und spürbaren Leistungs- und Bedienvorteilen überzeugen.

* Dr. Elmar Büchler arbeitet als Industriemanager bei Balluff.

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