Digitale Transformation bei Big Kaiser Wie intelligentes Werkzeug Industrie 4.0 ermöglicht

Jose Fenollosa, Big Kaiser: »Auf intelligente Werkzeuge, die sich selbst einstellen, hat der Markt gewartet. Wir bekommen sehr viele Anfragen, denn wir sind die ersten, die eine Familie von Bohrwerkzeugen auf den Markt gebracht haben, die den Weg zu Industrie 4.0 eröffnet.«

Wie sich mit digitalisierten Werkzeugen und vernetzten Maschinen Industrie-4.0-Produktionen aufbauen lassen, zeigt Feinbohrwerkzeug-Spezialist Big Kaiser.

Die Maschinen in der Produktion holen sich die Werkzeuge je nach den anstehenden Aufgaben selber und die Werkzeuge kommunizieren mit den Maschinen. Drohen sie wegen Abnutzung ungenau zu werden, tauscht die Maschine sie rechtzeitig aus – Qualität und Produktivität erhöhen sich. Bis zur vorausschauenden Wartung ist es dann nur noch ein kleiner Schritt. Kein ungewohntes IoT-Szenario – zumindest auf PowerPoint-Präsentationen. Doch in der Realität sieht das zumeist noch ganz anders aus.

»Was uns derzeit am meisten Kopfzerbrechen macht, sind die fehlenden Standards«, sagt Jose Fenollosa, Leiter Forschung & Entwicklung von Big Kaiser. Er muss es wissen, hat er doch seit vielen Jahren täglich mit dem Problem zu tun. Denn Big Kaiser hat sich auf die Entwicklung und Fertigung von Feinbohrwerkzeugen spezialisiert. Nicht Bohrer für Heimwerkermaschinen, sondern hochpräzise Werkzeuge, mit denen die professionellen Maschinen Löcher auf 1 µm genau sehr schnell in die Werkstücke bohren. Etwa wie das genau funktioniert, ist eine Wissenschaft für sich und die Schweizer Big Kaiser gilt als eine der weltweit führenden Firmen auf diesem Gebiet. Doch obwohl das an sich eine faszinierende Thematik ist – das interessiert Jose Fenollosa zunächst nicht. Denn er ist kein Materialwissenschaftler und auch kein Maschinenbauer, sondern Elektroingenieur. Deshalb hat ihn Big Kaiser 2010 angeheuert. Denn er sollte die Werkzeuge intelligent machen und ihnen Industrie 4.0 beibringen.

Big Kaiser hatte sich also schon sehr früh Gedanken darüber gemacht, wie Werkzeuge digitalisiert werden könnten. Von Vernetzung war damals nicht die Rede, von Industrie 4.0 schon gar nicht, der Ausdruck war noch nicht einmal geprägt. Die Idee bestand darin, die Werkzeuge mit Sensoren auszustatten, wie sich Jose Fenollosa erinnert. Die Elektronik wertete dann die Sensordaten aus und zeigte die Ergebnisse auf einem kleinen Bildschirm auf dem Werkzeug an. Die Maschinenführer konnten sich auf diese Weise über den aktuellen Zustand informieren.

Das stellte zwar schon einen großen Fortschritt dar, doch auf die Dauer erwies es sich für die Maschinenführer einfach als zu unbequem, die Daten von dem kleinen Bildschirm an den Werkzeugen ablesen zu müssen. »Es lag also nahe, eine drahtlose Verbindung über Bluetooth herzustellen und die Daten auf einen externen Bildschirm zu übertragen, sodass sich beispielsweise Kalibrierungen schnell und bequem durchführen lassen«, erklärt Jose Fenollosa. »Das haben wir gemacht.«
Damit war es auch möglich, bequem über Smartphones oder Tablets per App Anpassungen durchzuführen. Die Kommunikation zwischen der Maschine und dem Werkzeug kann aber auch über die üblichen Standard-Industrie-PCs ablaufen, was für die vielen Maschinen im Feld interessant ist.

Was zunächst nur wie ein weiterer logischer Schritt aussah, erwies sich dann sogar als Sprung, der den Eintritt in eine neue Welt eröffnen könnte: hin zu Tools, die sich selber überwachen und kalibrieren, ja sogar – mit Aktoren ausgestattet – sich auf wechselnde Situationen selber anpassen. »Damit hätten wir eine ganz neue Stufe der Automatisierung erreicht, ein Operator wäre nicht mehr erforderlich«, erklärt Jose Fenollosa. Der Weg in Richtung Predictive Maintenance und Industrie 4.0 stünde also offen.

Viel ist also über die letzten Jahre passiert, doch immer noch sieht sich Fenollosa einer beängstigenden Sprachverwirrung gegenüber: »Wir arbeiten mit den Maschinen von mindestens 15 Herstellern zusammen. Jede spricht ihre eigene Sprache. Jeder Hersteller verfolgt andere Konzepte, um seine Maschinen zu steuern, die sich sogar von Maschinenfamilie zu Maschinenfamilie innerhalb einer Firma unterscheiden können. Folglich muss das Werkzeug, das mit einer Maschine kommunizieren soll, speziell auf jeden Typ angepasst werden.« Zwar sei das möglich – aber viel zu teuer und umständlich, um in die reale Fertigung Einzug halten zu können.