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Werkzeugmaschine Wenn die Maschinenabdeckung mit der Cloud spricht

| Autor / Redakteur: Dipl.-Ing. Ullrich Höltkemeier / Ute Drescher

Auch wenn Werkzeugmaschinen monströs und mächtig daherkommen, über den Erfolg entscheiden oft Einzelheiten – etwa eine intelligente Schutzabdeckung.

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Predictive Maintenance ermöglicht die permanente Überwachung von Bauteilen direkt an der Maschine – durch Sensoren, die zum Beispiel die Vibration, Temperatur oder Feuchtigkeit messen.
Predictive Maintenance ermöglicht die permanente Überwachung von Bauteilen direkt an der Maschine – durch Sensoren, die zum Beispiel die Vibration, Temperatur oder Feuchtigkeit messen.
(Bild: Arno Arnold)

In den letzten 30 Jahren hat die Entwicklung von Maschinen einen Quantensprung vollzogen. Die bis zu Beginn der 70er-Jahre weit verbreitete völlig offene Werkzeugmaschine, welche nur mit geringen Schutzvorrichtungen aus kamen, hat nichts mit den hochautomatisierten Maschinensystemen gemeinsam, die heute in der Industrie arbeiten. Zum Glück, denn heute prägen Umwelt- und Sicherheitsanforderungen die Konstruktionen und Maschinenabdeckungen schützen das bedienende Personal vor ungewolltem Zugriff oder den Emissionen der Maschinen. Die Konsequenz: Es gibt einen deutlichen Trend zur vollständigen Kapselung der einzelnen Maschinen.

Maschinen werden komplexer

Wo aber liegen die Trends bei der Entwicklung einer Schutzabdeckung? Je komplexer eine Maschine wird, und sie werden in der Zukunft sicher noch komplizierter, desto wichtiger wird auch eine optimale Anpassung jedes Details sein. Ein wichtiger Zukunftstrend dabei – neben neuen Werkstoffen oder verbesserter Funktionalität – ist auch das Thema vorausschauende Instandhaltung oder Predictive Maintenance. Bei Arno Arnold hat man sich schon mit „intelligent-kommunizierenden“ Schutzsystemen beschäftigt, noch vor dem Einzug der Industrie 4.0.

In den letzten Jahren gewinnt das Thema vorausschauende Instandhaltung immer mehr an Bedeutung. Sie ist untrennbar mit Begriffen wie Industrie 4.0, Internet der Dinge (IoT) und Big Data verknüpft. Auch die Maschinenwartung ist auf dem besten Weg in ein neues Zeitalter. Jetzt muss es heißen: Maschinen reparieren, bevor sie kaputtgehen.

Nötig ist dafür eine integrierte Maschinenüberwachung. Predictive Maintenance ermöglicht die permanente Überwachung von Bauteilen direkt an der Maschine. Das geschieht durch Sensoren, die zum Beispiel die Vibration, Temperatur oder Feuchtigkeit messen. Eine spezielle Wartungs-Software erfasst diese Sensordaten, wertet sie aus und erkennt frühzeitig einen möglichen Ausfall von Komponenten. Defekte Bauteile, die zum Stillstand der Anlage führen könnten, werden so unabhängig von den üblichen Wartungszeiten identifiziert und sind dann zeitnah austauschbar, bevor tatsächlich Schaden entsteht. Predictive Maintenance kann so enorme Kosten sparen und neue Geschäftsmodelle eröffnen.

Reparieren, bevor der Stillstand droht

Der wesentliche Vorteil der Predictive Maintenance lässt sich auf ein zentrales Schlagwort reduzieren: Wirtschaftlichkeit. Dabei ermöglicht es die Technologie, Stillstandzeiten zu verringern, Strom zu sparen und Wartungskosten zu senken.

Und, die Fachleute von Arno Arnold sind sich sicher, im besten Fall gehen in die Vorhersage der vorausschauenden Wartung nicht nur die Daten der Maschine selbst ein, sondern auch beeinflussende Faktoren wie etwa Bestellhäufigkeiten, Materialqualität oder sogar das Wetter.

Die Frage, in wie weit Industrie 4.0 auch die Entwicklung von Maschinenschutzabdeckungen beeinflusst, beschäftigt die Experten bei Arno Arnold seit Jahren. Eine der vielen Ideen war der „selbstmeldende Balg“. Wie das Unternehmen dazu erläutert, ist das Entscheidende die intelligente Anbindung von Sensoren im Faltenbalg. Eine „kommunizierende Schutzabdeckung“ erhöht die Prozesssicherheit und minimiert die Fehlerquote in der Maschine.

BUCHTIPPDas Buch „Industriesensorik“ beschreibt die Entwicklung und die praktische Anwendung der wichtigsten Sensoren. Durch anwendungsbezogene Fehleranalysen von Messsystemen, Sensoren und Sensorsystemen, jeweils ergänzt durch viele detaillierte, vollständig durchgerechnete Anwendungsbeispiele, eignet sich das Buch nicht nur für Studenten, sondern auch für Ingenieure und Techniker verschiedener Fachrichtungen.

Sensoren in die Abdeckung integrieren

Die Verarbeitung der Sensoren ist technisch so entwickelt, dass sie in nahezu jede Art von Schutzabdeckung einbindbar sind. Die Meldungen können in einem Alarmsystem Teil der Vorrichtung sein oder in ein bereits vorhandenes Datensystem integriert werden. In Schutzabdeckungen integrierte Sensorik liefert in Industrie-4.0-Konzepten immer genauere Daten zu real vorliegenden Belastungen. Daraus entstehen für den Anwender viele Vorteile:

  • Präzise Planung von Ersatzteilen und -beschaffung
  • Hochverfügbarkeit
  • Ausschluss von Ersatzteilplagiaten
  • Fernüberwachung bei mannloser Bedienung

Flexibel anpassbare Konzepte für den Maschinenschutz, das ist der Trend der Zukunft. Intelligent kommunizierende Schutzsysteme sind ein wichtiger Teil dabei. (ud)

EMO 2019: Halle 7, Stand C18

* Dipl.-Ing. Ullrich Höltkemeier ist freier Journalist in Cuxhaven.

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