Schwingungsüberwachung zur vorausschauenden Instandhaltung (Predictive Maintenance)

Die vorrausschauende Instandhaltung spielt eine Schlüsselrolle in modernen Produktionslinien, um proaktive Wartungen zu ermöglichen. Plötzliche Schwankungen in der Performance mit ungeplanten und kostspieligen Ausfallzeiten sowie Qualitätsproblemen, lassen sich dann weitgehend vermeiden.

 

Vorausschauende Instandhaltung: der nächste Schritt bei der Maschinenüberwachung

Die vorausschauende Instandhaltung ("predictive") unterscheidet sich von der vorbeugenden Instandhaltung ("preventive") darin, dass sie sich auf den tatsächlichen Zustand der Maschine und nicht auf die durchschnittliche oder erwartete Lebensdauer stützt. Auf Basis des tatsächlichen Zustandes kann die Planung von Wartungen mit eizusetzenden Ressourcen und Ersatzteilen wirtschaftlich erfolgen. Mit der Nutzung der erfassten Zustandsdaten wird ein vorzeitiger oder zu später Austausch von Verschleißteilen verhindert und die maximale Nutzungsdauer von Maschinen ermöglicht. Zusätzlich können mit Echtzeitinformationen und Trendverläufen sinnvolle Optimierungen, wie die Anpassung von Maschinenparametern, zur Performancesteigerung oder zur Vermeidung von wiederkehrenden Störungen verwendet werden.

 

Die Vorteile einer Schwingungsüberwachung

Eine der wichtigsten Kenngrößen für die vorausschauende Instandhaltung ist das Schwingungsverhalten von Maschinenelementen. Schwingungen lassen sich in Werkzeugmaschinen nie ganz vermeiden. Übersteigen diese aber festgelegte Grenzen, können sich negativ Einflüsse ergeben. Je nach Ausmaß kann diese Ursache von schnellerem Verschleiß, vorzeitigen Brüchen oder anderen Schäden sein. Durch die gezielte Überwachung mit passenden Sensoren lassen sich Probleme frühzeitig erkennen, bevor diese schwerwiegend werden und zu ungeplanten und kostspieligen Ausfallzeiten führen.

 

Die Lösung für die Schwingungsüberwachung

Marposs-Artis hat ein System für die Erkennung und Analyse von Schwingungen entwickelt. Das GEMVM mit entsprechenden Sensoren ermöglicht eine kontinuierliche Überwachung des Schwingungsniveaus in gesetzten Grenzen und liefert entsprechende Information für die vorausschauende Instandhaltung. Die Erfassung und Auswertung von Temperaturen und Gravitationen unterstützt die Fehlerprognose.

Bei plötzlichen Änderungen der Schwingungssignale und der Überschreitung gesetzter Grenzen, reagiert das GEMVM-Überwachungssystem mit einem Alarmsignal in weniger als 1ms, sodass Auswirkungen bei Kollisionen und Crashs minimiert werden können. Zusammen mit der Temperatur- und Gravitationsüberwachung liegen nutzbare Informationen für die vorausschauende Instandhaltung vor. Letztlich hat die Anwendung Einfluss auf Kosteneinsparungen und Vermeidung von ungeplanten Produktionsausfallzeiten.

 

Die Eigenschaften und Vorteile von GEMVM

• Klein und kompakt: es kann einfach in den Schaltschrank jeder neuen oder vorhandenen Werkzeugmaschine eingebaut werden.
• Intelligent: Alle notwendigen Schnittstellen lassen sich optimal in vorhandene Steuerungen, Netzwerkumgebungen und Industrie 4.0-Lösungen integrieren. Die Visualisierung und Erfassung von Daten auf einem Netzwerkgerät erfolgt über eine TCP/IP-Verbindung.
• Flexibel: Zur Anpassung an verschiedene Maschinenkonstruktionen und -systeme ist es möglich, 8 verschiedene Szenarien oder Bearbeitungsprozesse einzustellen und verschiedene Alarme zu definieren.
• Schnell: das Modul reagiert über den Alarmausgang in weniger als 1 ms
• Modular: Das Modul kann allein oder in Kombination mit dem Werkzeugüberwachungssystem GENIOR MODULAR verwendet werden und wird so Teil eines Prozessüberwachungssystems.

 

Das GEMVM-Modul ermöglicht die Analyse von Signalen sowohl im Zeit- als auch im Frequenzbereich für die Diagnose von Lagerschäden.

Dazu kann das Modul folgendes auswerten:

• 3 Beschleunigungssignale
• 3 Schwinggeschwindigkeitssignale
• FFT- oder PSD- oder NSD-Berechnung für ein definiertes Signal
• 3 Gravitationssignale (mit entsprechenden Sensoren);
• 3 Temperatursignale

 

Die Anschlüsse und Funktionen des GEMVM-Systems

➢ Artis-Beschleunigungssensoren: Sie können, neben der Schwingungsüberwachung, auch zur dynamischen Kollisionserkennung und einfachen Prozessüberwachung eingesetzt werden. Durch schnelle Alarmreaktionen bietet die Erkennung dynamischer Kollisionen Schutz vor eventuellen Folgeschäden. MARPOSS hat ARTIS Beschleunigungssensoren im Portfolio, die die auch Schwerkraft erfassen, z.B. zur Achsensteuerung oder für „Fingerprint“-Verfahren.

➢ Artis VISUSCOPE: ist ein Diagnosetool, ideal für die Qualitätssicherung von neuen und in Betrieb befindlichen Maschinen. Es können sowohl Online- als auch Offline-Auswertungen durchgeführt werden.  Zusätzlich können Rohdaten von Beschleunigungssensoren gesammelt und diese durch eine Reihe von integrierten Auswertungen und Filtern analysiert werden, um spezifische und zielgerichtete Informationen zu erhalten.

 

Das GEMVM -Modul erfasst über angeschlossene Sensoren die Beschleunigungen, Temperaturen und die Gravitation in einer Maschine und wertet die Daten entsprechend aus und zeigt diese über die Visualisierung an. Anomalien jenseits der individuell festgelegten Grenzen werden umgehend erkannt. Abhängig von der Konfiguration der Überwachung wird eine Fehlerbehandlung durchgeführt. Grenzwertüberschreitungen werden sicher in einem Ereignisspeicher (Blackbox) erfasst. Alternativ kann die WINDOWS-Software VISUSCOPE mit dem Modul kommunizieren und ermöglicht Online- und Offline-Auswertungen.

 

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