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maschine+werkzeug 01/2016

Intelligente Überwachung

EXTRA - Fertigungslösungen

Wartung - MAG engagiert sich in zwei Forschungsprojekten zur intelligenten Fertigungsunterstützung: ›Secure Plug-and-Work‹ soll künftig eine Art Ausfallprognose für Maschinen liefern und ›e-Apps4Production‹ überwachen Anlagen in Echtzeit.

Im Idealfall könnte MAG anhand sämtlicher Informationen zu einem Maschinentyp ermitteln, ob zum Beispiel ein bestimmtes Hydraulikaggregat permanent ausfällt. Daran ließen sich Schwachpunkte erkennen und die Maschinen daraufhin optimieren.

Dr.-Ing. Jan Kotschenreuther, Leiter Neue Technologien bei MAG, erklärt: »Wenn wir alle Daten verfügbar hätten, wäre eine predictive Wartung möglich.« Genau dorthin will der Maschinenbauer kommen, um bei den Kunden die Maschinen-Stillstandszeiten zu reduzieren.

Jan Kotschenreuther sagt hierzu: »Wir möchten die ungeplanten Ausfallzeiten unserer Kunden reduzieren und zwar möglichst optimiert geplant nach Wartungspriorität.« Die gesammelten Datenmengen über alle Maschinen wären enorm, da würde Big Data sicherlich auch eine Rolle spielen, um diese überhaupt noch analysieren, vergleichen und auswerten zu können.

Der erste Schritt zu einer kontinuierlichen Überwachung heißt bei MAG künftig ›Secure Plug-and-Work‹. Hierzu werden gegenwärtig im Rahmen eines vom BMBF bezuschussten Industrie-4.0-Forschungsprojektes Lösungen entwickelt. Das Prinzip wird anhand eines Druckers deutlich: Die Druckerpatronen sind mit Chips versehen und tauschen ihre Informationen mit dem Drucker aus. Die Patrone gibt dem Drucker Rückmeldung, wenn sie leer ist und ausgetauscht werden muss.

Jan Kotschenreuther erklärt: »Wir wollen zukünftig alle Komponenten an der Werkzeugmaschine mit einer solchen Intelligenz versorgen.« Getestet werden je nach Bauteil unterschiedliche Speichermöglichkeiten. Die Daten werden regelmäßig gespeichert und mit der Maschine ausgetauscht.

Vorerst ist geplant, Komponenten, die bei einem Ausfall hohe Kosten oder lange Reparaturzeiten nach sich ziehen, mit einer gewissen Intelligenz zu versehen. Als smarte Pilotkomponenten wurden deshalb die Spindel, inklusive der Lager, und der Kugelgewindetrieb (KGT) ausgewählt. Auf die Spindel wird ein Mikro-PC aufgebracht, weil sie zusätzliche Schnittstellen und Ethernet-Anbindung zur Erfassung auch anderer Maschinendaten gleich mit bereithalten soll. Der KGT bekommt einen RFID-Chip eingepflanzt.

Heute wird Spindelwartung aufgrund der optimalen Mindestlaufzeit eingeplant. Die vom Hersteller mitgegebenen mittleren Laufzeiten sind auf den Idealfall bezogen, in der Praxis beeinflussen unterschiedliche Aspekte die Spindel-Lebensdauer. Der Mikro-PC hält diese Informationen fest. Über diverse zusätzliche Aus- und Eingänge können auch weitere Daten, ganz gleich ob analog oder digital, mit auf der Spindel gespeichert werden. Dadurch fungiert die Spindel als eine Art Fahrtenschreiber auf der Maschine. Über ein vergleichbares Lastkollektiv weiß man schließlich, wie lange ein Spindeltyp noch hält.

Dieses smarte Prinzip könnte schon bald auch bei dem zweiten Pilotbauteil greifen, sobald der KGT mit einem RFID-Chip versehen ist. Die smarte Komponente wird mit wichtigen Messwerten beschrieben und kann diese nach dem Einbau an die Maschinensteuerung übergeben, sodass eine Reduktion der Inbetriebnahmezeiten bei gleichzeitiger geringerer Fehlerquote resultiert.

Auf allen verfügbaren Informationen basierend, wird ein Präventionsplan erstellt und der Kunde in den geplanten Wartungszyklus für die Spindel reingenommen. Wenn das Monitoring optimal eingerichtet ist, wird sichtbar, wann eine Spindel kritisch und ein KGT mit ›orange‹ gekennzeichnet ist.

Im Sinne einer ›Maintenance Optimization‹ lässt sich die Wartung nach Prioritäten einplanen, und selbst mehrere Wartungsaufgaben können sinnvoll zusammengefasst werden, sodass Maschinenstillstandszeiten heruntergedrückt werden.

  • Mit e-Apps4Production will MAG das gesamte Produktionsumfeld effektiv mit Informationen unterstützen.

    Mit e-Apps4Production will MAG das gesamte Produktionsumfeld effektiv mit Informationen unterstützen.

  • Ein Beispiel, wie die e-Apps funktionieren, ist der Energiemonitor: er zeigt die elektrischen, pneumatischen und fluidischen Verbräuche an.

    Ein Beispiel, wie die e-Apps funktionieren, ist der Energiemonitor: er zeigt die elektrischen, pneumatischen und fluidischen Verbräuche an.

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DE 73054 Eislingen, Fils
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