Produkt-Update: edgeConnector 840D ist jetzt Teil der SDEX Suite
Schlote hat diese Anwendung ursprünglich mit dem edgeConnector 840D von Softing realisiert. Die dabei eingesetzte SINUMERIK-Konnektivität ist heute Bestandteil der SDEX Suite, der Softing-Plattform für den sicheren und skalierbaren Datenaustausch zwischen Shopfloor und IT. Die folgende Projektbeschreibung bezieht sich auf die ursprüngliche Implementierung; eine vergleichbare CNC-Anbindung steht heute innerhalb der SDEX Suite zur Verfügung.
Die Schlote Group fertigt hochpräzise, spanend bearbeitete Bauteile für die Automobilindustrie. An neun Standorten weltweit betreibt das Unternehmen einen umfangreichen Maschinenpark für Bohren, Drehen, Fräsen und weitere Zerspanungsprozesse zur Herstellung von Motor-, Getriebe- und Fahrwerkskomponenten. Im Fokus der hier beschriebenen Anwendung stehen CNC-Bearbeitungszentren an zwei deutschen Schlote-Standorten – Harsum und Werk Brandenburg. Am Standort Harsum stellt die Stahlbearbeitung besonders hohe Anforderungen an die eingesetzten Zerspanungswerkzeuge.
Je nach Einsatzbedingung erreichen einzelne Werkzeuge nur wenige Tausend Bearbeitungszyklen, bevor sie ausgetauscht werden müssen. An den Bearbeitungszentren der Standorte wechseln die Mitarbeiter im Schnitt zwei bis drei Werkzeuge pro Minute. Der rechtzeitige Werkzeugwechsel ist dabei entscheidend: Ein zu später Wechsel erhöht das Risiko eines Werkzeugbruchs und ungeplanter Maschinenstillstände, ein zu früher Wechsel verschenkt nutzbare Standzeit und damit Ressourcen.
Auf einen Blick
- Branche: Automobilfertigung / Metallzerspanung
- Kunde: Schlote Group – Schlote GmbH & Co. KG (Harsum) und Schlote Brandenburg GmbH & Co. KG (Werk Brandenburg), Deutschland
- Anwendung: Zentrale Standzeitüberwachung für CNC-Werkzeuge
- Umfang: Bis zu 65 CNC-Maschinen an zwei Standorten (ca. 40 in Harsum, ca. 25 im Werk Brandenburg)
- Steuerung: Siemens SINUMERIK 840D Solution Line
- Datenquelle: NC- und PLC-Daten, einschließlich Werkzeugüberwachungszähler
- Kommunikation: RFC1006 zu den SINUMERIK-Steuerungen; Datenbereitstellung über integrierten OPC-UA-Server (MQTT von der Konnektivitätssoftware ebenfalls unterstützt)
- Visualisierung: Peakboard-Dashboards auf Bildschirmen in der Produktion
- Bereitstellung: Docker-Container auf der Windows-Serverinfrastruktur von Schlote
- Softing-Lösung: Ursprünglich edgeConnector 840D; die Funktionalität ist heute Teil der SDEX Suite
Die Herausforderung: Werkzeugstandzeiten über mehrere CNC-Maschinen hinweg im Blick behalten
Die verbleibende Werkzeugstandzeit stand grundsätzlich bereits in der jeweiligen CNC-Steuerung der Werkzeugmaschine zur Verfügung. Schlote musste die relevanten Daten jedoch aus dem NC- und dem PLC-Bereich der SINUMERIK-Steuerungen extrahieren, einheitlich strukturieren und an ein zentrales Visualisierungssystem übergeben. Die Lösung sollte sich zudem nahtlos in die bestehende Serverlandschaft einfügen und ohne umfangreichen Programmieraufwand konfigurierbar sein.
Herstellerspezifische Tools lieferten nur Daten zu einzelnen CNC-Maschinen, aber nicht den Überblick über den gesamten Maschinenpark. Die Produktionsteams benötigten eine einzige, klar verständliche Übersicht, die zeigt, wie viele Teile jedes Werkzeug noch bearbeiten kann, bevor es gewechselt werden muss.
Schlote setzte das Softwaremodul edgeConnector 840D von Softing – heute Bestandteil der SDEX Suite – ein, um Prozessdaten aus den unterschiedlichen SINUMERIK-Solution-Line-Steuerungen der Bearbeitungszentren auszulesen.
Eine Konnektivitätsebene für einen heterogenen Maschinenpark
Das Softwaremodul edgeConnector 840D liest NC- und PLC-Daten aus jeder SINUMERIK-840D-Solution-Line-Steuerung auf dem Shopfloor aus, unabhängig vom Maschinenhersteller.
Keine Eingriffe in laufende CNC-Programme
Die Konnektivitätssoftware arbeitet parallel zum bestehenden Steuerungssystem. So konnte Schlote einen zentralen Datenzugriff einrichten, ohne produktionskritische CNC-Programme zu verändern.
Strukturierte Daten über einen offenen Standard
Die Prozesswerte werden in einem übersichtlichen Datenbaum organisiert und über OPC UA bereitgestellt. Auf diese Weise kann jeder OPC-UA-Client – einschließlich der Peakboard-Visualisierungsebene – auf die Daten zugreifen.
Ein Dashboard für zwei Standorte
Werkzeugstandzeit- und Statusdaten aller angebundenen Bearbeitungszentren werden in einem einzigen, gut lesbaren Produktions-Dashboard zusammengeführt.
Warum SDEX Suite (ehemals edgeConnector 840D)?
Die von Schlote als edgeConnector 840D implementierte SINUMERIK-Konnektivität ist heute Teil der SDEX Suite, der Plattform von Softing für industrielle Datenintegration. Die SDEX Suite vereint die Funktionen mehrerer bisheriger Softing-Produkte – darunter edgeConnector, edgeGate, uaGate, edgeAggregator und den Secure Integration Server – in einer einheitlichen Lösung zur Anbindung von SPS, CNC-Maschinen und weiteren Shopfloor-Datenquellen an MES-, ERP-, Edge- und Cloud-Systeme. Sie steht als Software für Windows- oder Linux-/Docker-Umgebungen sowie als dediziertes Hardware-Gateway zur Verfügung. Offene Standards wie OPC UA und MQTT werden unter einem einheitlichen Lizenzmodell unterstützt.
Zentrale CNC-Datenintegration auf Basis der bestehenden Schlote-Infrastruktur
Schlote hat bis zu 65 CNC-Bearbeitungszentren an den Standorten Harsum und Werk Brandenburg mit dem edgeConnector 840D von Softing vernetzt. Die Software liest per RFC1006 Prozessdaten aus den SINUMERIK-840D-Steuerungen aus. Dazu gehört auch der Werkzeugüberwachungszähler: Er zeigt, wie viele Teile noch bis zum nächsten Werkzeugwechsel produziert werden können. Die Werte werden in einem strukturierten Prozessdatenbaum organisiert und stehen so übergeordneten Anwendungen zur Verfügung.
Die Konnektivitätssoftware läuft als Docker-Container auf der Standard-Windows-Serverinfrastruktur von Schlote unter Nutzung eines Linux-Subsystems. Die Konfiguration erfolgt über eine browserbasierte Oberfläche, die Kommunikation mit den Bearbeitungszentren über das firmeninterne Netzwerk. Für SINUMERIK-840D-Powerline-Steuerungen ohne Ethernet-Schnittstelle bietet Softing zusätzlich einen Adapter für die serielle Steuerungsschnittstelle an – ein praktikabler Weg zur Anbindung älterer Maschinen in Brownfield-Umgebungen.
Die ausgewählten CNC-Daten werden über den offenen OPC-UA-Standard bereitgestellt. Schlote hat den OPC-UA-Server als Datenquelle in Peakboard Designer, einer Low-Code-Visualisierungsumgebung, eingebunden. Werkzeugstandzeit- und Informationen zum Maschinenstatus erscheinen heute auf großen Bildschirmen in den Produktionsbereichen. Sie ergänzen die klassischen Statusleuchten um konkrete Hinweise, warum Handlungsbedarf besteht und welches Werkzeug demnächst gewechselt werden muss.
Umsetzung im Überblick
- Bis zu 65 CNC-Maschinen mit Siemens-SINUMERIK-840D-Steuerungen an zwei Standorten angebunden
- Zugriff auf NC- und PLC-Daten, einschließlich Werkzeugüberwachungszähler, über RFC1006
- Containerisierte Softing-Konnektivitätssoftware auf der Windows-Serverinfrastruktur
- Standardisierte Datenbereitstellung über einen integrierten OPC-UA-Server
- Peakboard Designer als Low-Code-Visualisierungsumgebung
- Produktions-Dashboards auf großformatigen Bildschirmen in den Fertigungsbereichen
Das Ergebnis: pünktliche Werkzeugwechsel und skalierbare CNC-Datenintegration
Schlote verfügt heute über eine zentrale Übersicht zu Werkzeugstandzeiten und Maschinenstatus an bis zu 65 CNC-Maschinen der Standorte Harsum und Werk Brandenburg. So sehen die Mitarbeiter frühzeitig, welches Werkzeug bald gewechselt werden muss und können handeln, bevor es bricht und die Maschine ungeplant stillsteht. Die Dashboards machen zudem den Maschinenzustand deutlich verständlicher als klassische Statusleuchten allein.
Der Einsatz von Docker, OPC UA und einer Low-Code-Visualisierungsplattform hat den Integrationsaufwand reduziert und eine Architektur geschaffen, die sich auf weitere Maschinen und Standorte ausweiten lässt. Schlote hebt zudem die enge Zusammenarbeit der Teams hervor: Neue Anforderungen wurden zügig umgesetzt, sodass das Projekt eher den Charakter einer gemeinsamen Entwicklungsarbeit hatte als den eines klassischen Lieferantenprojekts.
- Zentrale Transparenz über alle Werkzeugstandzeiten: Werkzeugstandzeitdaten von bis zu 65 CNC-Bearbeitungszentren an zwei Standorten werden für eine maschinenübergreifende Übersicht zusammengeführt.
- Geringeres Risiko ungeplanter Stillstände: Bediener erkennen bevorstehende Werkzeugwechsel frühzeitig und tauschen Werkzeuge aus, bevor ein Bruch die Produktion unterbricht.
- Bessere Nutzung von Produktionsdaten: NC- und PLC-Werte werden in ein strukturiertes Datenmodell überführt, das übergeordnete Anwendungen direkt nutzen können.
- Klare Informationen für Bedienpersonal: Peakboard-Dashboards zeigen sowohl Maschinenstatus als auch den Grund für den Handlungsbedarf und verbessern so die Nutzbarkeit im Arbeitsalltag.
- Offene, flexible Integration: OPC UA vereinfacht den Datenaustausch mit der Visualisierungsebene; MQTT steht als zusätzliche Option für lokale oder cloudbasierte Architekturen zur Verfügung.
- Skalierbare Architektur: Der containerisierte Ansatz lässt sich auf weitere Maschinen und Standorte ausweiten, während die SDEX Suite einen Weg zu einer umfassenderen OT-/IT-Datenintegration eröffnet.
Die folgenden Fragen behandeln die häufigsten technischen und produktbezogenen Aspekte dieser Case Study zur CNC-Konnektivität.
Wie können Hersteller die Werkzeugstandzeit über mehrere CNC-Maschinen hinweg überwachen?
Werkzeugstandzeitzähler lassen sich aus CNC-Steuerungen auslesen, durch industrielle Konnektivitätssoftware vereinheitlichen und per OPC UA an ein zentrales Dashboard übergeben. Bei Schlote hat Softing die Sinumerik-840D-Datenintegration realisiert, indem bis zu 65 SINUMERIK-840D-Bearbeitungszentren an zwei Standorten angebunden wurden. Die Daten wurden anschließend für die standortübergreifende Überwachung an Peakboard übergeben.
Auf welche Daten kann bei einer SINUMERIK-840D-Steuerung zugegriffen werden?
Lassen sich SINUMERIK-Maschinendaten integrieren, ohne das CNC-Programm zu verändern?
Wie unterstützt OPC UA die CNC-Werkzeugüberwachung?
Ist edgeConnector 840D noch ein eigenständiges Softing-Produkt?
Wofür wird die SDEX Suite bei der CNC- und Maschinenanbindung eingesetzt?
Die SDEX Suite verbindet SPS, CNC-Maschinen und weitere industrielle Datenquellen mit OT- und IT-Anwendungen. Sie unterstützt einen standardisierten Datenaustausch über Schnittstellen wie OPC UA und MQTT und lässt sich als Windows-Software, Linux-/Docker-Software oder als Hardware-Gateway bereitstellen.