Maßnahmen zur Energieeffizienz tragen zur Nachhaltigkeit in der Fertigung bei und helfen dabei, die Betriebskosten zu senken. Um Fertigungsbetriebe bei Energiemessungen und der Ableitung von geeigneten Effizienzmaßnahmen zu unterstützen, wurde am IFW ein Messkoffer für den mobilen Einsatz entwickelt. Mit dem Messkoffer ist es möglich Leistungs- und Energiekennzahlen nach Norm aufzuzeichnen, um darauf aufbauend gezielt Energieeinsparmaßnahmen für Werkzeugmaschinen abzuleiten. Neben der Analyse einzelner Maschinenzustände ermöglicht der Messkoffer auch die detaillierte Betrachtung einzelner Maschinenkomponenten hinsichtlich der Energieeffizienz.

In den letzten Jahrzehnten hat der durchschnittliche Energiebedarf von Werkzeugmaschinen kontinuierlich zugenommen. Zugleich sehen sich Fertigungsbetriebe mit stetig steigenden Energiepreisen konfrontiert. Neben diesen beiden Herausforderungen wird der Handlungsdruck für die Betriebe auch durch gesetzliche Auflagen immer größer. Sowohl aus ökologischer, wirtschaftlicher als auch aus gesetzlicher Sicht gewinnen Maßnahmen zur Energieeffizienz daher zunehmend an Bedeutung. Für die Ableitung und Einführung von geeigneten Effizienzmaßnahmen zur Senkung des Energiebedarfs muss für das jeweilige Fertigungsszenario das größte Einsparpotential identifiziert werden. Um bei der Identifikation von Einsparmaßnahmen Transparenz zu schaffen, sind Energiemessungen an Werkzeugmaschinen elementar.

Zur Unterstützung von Fertigungsbetrieben bei der Ermittlung von Energie- und Leistungskennzahlen wurde am IFW ein Messkoffer für mobile Messungen entwickelt. Mit dem Messkoffer kann die elektrische Leistung an 16 Einzelmessstellen, sowie der Hauptleitung einer Werkzeugmaschine ermittelt werden. Da die pneumatische Energie ebenfalls einen signifikanten Anteil am Energiebedarf einnimmt, lässt sich auch diese an bis zu 16 Messstellen ermitteln. Um die Energiemessungen an das jeweilige Szenario anzupassen, steht am IFW ein umfangreiches Portfolio an Sensoren mit unterschiedlichen Genauigkeiten und Messbereichen zur Verfügung. Zur Auswahl stehen hier sowohl induktive Stromwandler und Spannungsmessklemmen für die Ermittlung der elektrischen Leistung, als auch Druckluftzähler zur Berücksichtigung der pneumatischen Leistung. Für die Datenverarbeitung im Feld steht im Messkoffer ein Industrie-PC mit SPS zur Verfügung, welcher eine direkte Analyse der Messdaten ermöglicht.

Bei der Durchführung von Energiemessungen setzt das IFW auf standardisierte Versuchsdurchläufe. Mit dem Koffer lassen sich Messungen nach ISO-Norm 14955 durchführen, welche einen etablierten Standard für die umweltorientierte Bewertung von Werkzeugmaschinen darstellt. Auf dieser Grundlage ist es möglich verschiedene Maschinen anhand der aufgezeichneten Kennzahlen zu vergleichen, als auch eine Betrachtung einzelner Maschinenkomponenten vorzunehmen.

Der mobile Messkoffer wurde im Rahmen des Industrieforums "Digitale Fertigung" erstmalig erprobt. Hierzu erfolgte die Ausstattung einer CNC-Fräsmaschine mit Sensorik zur Datenakquise an elektrischen und pneumatischen Leitungen bei einem Partnerunternehmen. Dabei wurden sowohl die Hauptleitung der Maschine als auch Einzelkomponenten betrachtet. Mit den aufgenommenen Daten war es möglich, die einzelnen Maschinenzustände miteinander zu vergleichen und die Energieeffizienz der KSS-Anlage, der Spindel und des Pneumatiksystems zu bewerten. In Kooperation mit dem Partnerunternehmen konnten so gezielt Energiesparmaßnahmen abgeleitet werden.

Auch über das Industrieforum "Digitale Fertigung" hinaus arbeitet das IFW aktuell an mehreren Forschungsprojekten zur Reduzierung des Energiebedarfs von Werkzeugmaschinen. Interessierte Unternehmen sind eingeladen, Kontakt zum IFW aufzunehmen und sich über aktuelle Projekte und Möglichkeiten zur Kooperation zu informieren.