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antriebstechnik 3/2018

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PREDICTIVE MAINTENANCE I

PREDICTIVE MAINTENANCE I TITEL 03 Die Schmierscheiben aus Polyurethan (rechts) können mehr Schmieröl aufnehmen als üblicherweise verwendete Materialien (links) 04 Die Schmierritzel aus einem offenporigen Polyurethan sind für Kettentriebe, Zahnstangen, Zahnräder und Führungen erhältlich geplanten Stillstand nutzen und entscheiden, ob hierfür die Auslastung des betroffenen Gewerkes reduziert werden sollte. Automatisierung manueller Wartungstätigkeiten In der Lagerlogistik sind für den Transport von schweren Paletten kettengetriebene Rollenförderer weit verbreitet. Allein im EDZ Kitzingen sind auf einer Grund fläche von 22 000 m 2 etwa 2,3 km Förderstrecke und 2 500 Kettentriebe verbaut. Die Ketten bedürfen einer regelmäßigen Nachschmierung – abhängig von der jeweiligen Belastung und Einsatzdauer in Intervallen von drei bis sechs Monaten. Die Nachschmierung erfolgt in der Lagerlogistik heute 05 Im Umlenkkasten der Kettenförderer befinden sich die Schmierritzel, die mit einer belastungsgerechten Schmierölmenge versorgt werden noch manuell. „Es war keine Analyse notwendig, um die Kettentriebe als die Komponente zu identifizieren, die grundsätzlich verbessert werden musste, wenn man eine schlanke Instandhaltung auf bauen möchte. Der personelle Aufwand für die regelmäßige Inspektion, eventuelle Säuberung und manuelle Nachschmierung der 2 500 Schmierstellen würde in Kitzingen einen erheblichen Aufwand bedeuten“, erklärt Grief dazu und ergänzt: „Das wollten wir besser machen. Unsere Lösung besteht aus speziell entwickelten Schmierritzeln, die von zentral gesteuerten Nachschmiereinheiten Schaeffler Concept 8 kontinuierlich und punktgenau mit Schmieröl versorgt werden“. Jeder einzelne Schmierstoffgeber ist dabei individuell für die bedarfsgerechte Schmierung der jeweiligen Einbausituation einstellbar. Unter- sowie Überschmierung und dadurch hervorgerufene Ausfallzeiten lassen sich auf diese Weise ebenso zuverlässig vermeiden wie die Verschmutzung der Anlage durch überschüssigen Schmierstoff. Die eingesetzten Schmierscheiben aus Polyurethan können mehr Schmieröl aufnehmen als üblicherweise verwendete Materialien und sind verschleißfester wie auch temperaturstabiler. Die Pumpen der Nachschmiereinheit werden über I/O-Module direkt von der SPS angesteuert. Das bietet die Möglichkeit, die „Maintenance 4.0 for Intralogistics bedeutet mehr Zustandsüberwachung, mehr selbstmeldende Systeme, mehr automatisierte Wartung und dementsprechend weniger Stillstände und effizientere Einsätze der Instandhaltungsmitarbeiter.“ Egon Grief, Instandhaltungsleiter EDZ-Mitte, Schaeffler Schmierintervalle und die Schmierstoffmenge an die tatsächliche Laufzeit der einzelnen Kettentriebe anzupassen. Egon Grief über die Vorteile der automatischen Nachschmierung in der Praxis: „Mit der Automatisierung der Nachschmierung entfallen die teuren Wochenend- und Nachteinsätze des Wartungspersonals. Es entfallen aber auch Stillstandzeiten, da einige Schmierstellen in sicherheitskritischen Bereichen liegen und das betreffende Gewerk, zum Beispiel Elektro bodenbahnen für den Palettentransport, sonst stillgesetzt werden müssten. Durch die häufigere Abschmierung in kleineren Schmierstoffmengen wird der Verschleiß der Ketten geringer ausfallen und deren Gebrauchsdauer erhöht. Der Ölvorrat in Kartuschen der Concept-8-Einheiten wird bei den aktuellen Einstellungen zirka zwei Jahre halten. Geht der Vorrat zu Ende, melden die Nachschmiereinheiten dies an die Steuerung. Etwas Vergleichbares gibt es am Markt bislang nicht.“ Fotos: Schaeffler und Triboserv www.schaeffler.de 38 antriebstechnik 3/2018

NACHGEFRAGT I PREDICTIVE MAINTENANCE Wie viel Sensorik braucht eigentlich die Antriebstechnik? „Nur so viel wie nötig“ Die Daten aus den Sensoren, Umrichtern und Steuerungen erlauben es heute, eine zuverlässige Aussage über den Zustand der Motoren und Getriebe zu treffen. Hier ist es wichtig, aus den Daten Informationen zu generieren. Es ist in der Regel notwendig, zu den bereits installierten Sensoren und Steuerungen noch weitere Sensoren zu montieren, da selten Schwingungssensoren an den Antrieben verbaut sind. Nur in der Kombination ist es möglich, nicht nur einen Trend zu berechnen, sondern gezielt eine Prognose zu erstellen. Die Anzahl der Sensoren sollte immer so ausgelegt werden, dass man nicht so viel wie möglich, sondern so viel wie nötig montiert. Das Ziel ist, die Algorithmen so zu entwickeln, dass sie möglichst universell einsetzbar sind. Das ist ein hohes Ziel, da es für die Prognose, um den Ausfallzeitpunkt im Sinne von Predictive Maintenance zu ermitteln, viele Einflüsse gibt, die bei jeder Applikation betrachtet werden müssen. Hier zeigt sich, dass der Big-Data-Ansatz nicht zum Ziel führt. Gezielte kleine Lösungen helfen, die Problemstellung zu erkennen und sichere Vorhersagen zu treffen. Das bedeutet: Wer heute schon Condition Monitoring an der Antriebstechnik realisiert hat, ist bereit für den Schritt zu Predictive Maintenance. Christoph Schneider, Produktmanager, ifm Datalink GmbH „Ohne Sensorik geht es nicht“ Die moderne Antriebstechnik kommt ohne Sensorik längst nicht mehr aus. Lebensdauerberechnungen, basierend auf verschiedenen Führungsgrößen wie Drehzahl oder Schwingungen bei Wälzlagern, sind unerlässlich geworden, um vorausschauend zu warten und somit deren Effizienzgrad zu erhöhen. Berührungs lose Sensoren nehmen diesen Trend auf und beeinflussen im Gegensatz zu herkömmlicher Sensorik die genannten Führungsgrößen nicht. Die Ergebnisse werden präziser. Mehr noch, mittlerweile ist man nicht mehr zwingend auf die Kenntnisse über eine Auswertung der Sensordaten angewiesen. Ergebnisse werden nach der Aufbereitung im Klartext z. B. mithilfe einer Cloud abrufbar gemacht. Das ist Predictive Maintenance mit Industrie 4.0. Christian Voß, Leiter Produktmanagement Linear-/Drehwegsensoren, Hans Turck GmbH & Co. KG „Rückwirkungen ableiten“ In der elektrischen Antriebstechnik benötigt man zur Überwachung vor allem Messdaten aus dem Bewegungsverhalten des Antriebs. Daneben stellt insbesondere das Lastverhalten und damit der Stromverlauf im Antrieb ein wertvolles Signal dar. Aus der Kombination lassen sich viele Rückwirkungen aus der Mechanik ableiten. Diese Signale liegen in modernen Umrichtern bereits als interne Signale vor und können direkt für Diagnoseaufgaben verwendet werden. Die Herausforderung besteht darin, sie mit ausreichend hoher Abtastrate strukturiert und mit physikalischen Bedeutungen hinterlegt aus den Umrichtern auszulesen und insbesondere in Maschinen mit mehreren Antrieben den zeitlichen Zusammenhang dieser Signale sicherzustellen. Bei Antrieben mit hochuntersetzenden Getrieben dringen höherfrequente Störungen hingegen nicht bis zum Antrieb selbst durch, sondern werden durch die Mechanik gefiltert. Weiterhin können auch Störungen in Querrichtung zu angetriebenen Achsen auftreten oder Temperaturen Auswirkungen haben. Dann liefern abtriebsseitige Wegsensoren, Beschleunigungssensoren oder Temperatursensoren wertvolle Informationen. Für eine sinnvolle Auswertung dieser Signale ist die Datenfusion elementare Notwendigkeit. Für Ursache-Wirkung- Analysen müssen zudem die physikalischen Abhängigkeiten der Signale bekannt sein. Prof. Dr.-Ing. Martin Ruskowski, Inhaber Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen und Steuerungen, TU Kaiserslautern antriebstechnik 3/2018 39

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