Vibrationssensor am Winkelgetriebe eines Förderbandantrieb.jpgUm den genannten Problemen zu begegnen, wurden zunächst sechs ausgewählte Förderbandantriebe einer Fertigungslinien sowie vier Getriebe zweier Scara-Roboter mit Endiio Retrofit-Sensoren zur Überwachung von Vibration, Beschleunigung und Temperatur ausgestattet und in Betrieb genommen. (Bild: ETO GRUPPE)
Förderband-Überwachung bei ETO GRUPPE
Im Hauptwerk der ETO GRUPPE wurden zwei Anwendungsfälle identifiziert, bei denen einerseits ein hoher Bedarf existiert sowie gute Umsetzbarkeit und ein schneller ROI zu erwarten sind. Im ersten Anwendungsfall sollen Förderbänder und deren Antriebe überwacht werden. Die Förderbänder dienen dazu, die Teileträger und damit das in der Entstehung befindliche Produkt von Fertigungszelle zu Fertigungszelle zu transportieren.
Bisher werden die Antriebe dieser Förderbänder, bestehend aus einem Motor und einem Winkelgetriebe, in regelmäßigen Abständen manuell mittels einer Temperaturmessung überwacht, um einsetzenden Getriebeverschleiß erkennen zu können. Pro Fertigungslinie sind jedoch zwischen fünf und 15 solcher Antriebe verbaut, was zu einem nicht unerheblichen Mess- und Dokumentationsaufwand führt. Bezogen auf eine ganze Produktionshalle gilt es so über 100 Antriebe permanent im Blick zu behalten.
Retrofit - Die besten Projekte (Kopie)
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Scara-Roboter mit Endiio Retrofit-Sensoren ausgerüstet
Im zweiten Anwendungsfall gilt es, die Hauptgetriebe von Scara-Robotern zu überwachen, die in geschlossenen Fertigungszellen und teilweise in Kombination mit Laserschweißprozessen operieren. Eine hohe Belastung der Getriebeeinheiten, schlechte Zugänglichkeit sowie das Fehlen einer geeigneten Überwachungslösung führen regelmäßig zu ungeplanten Ausfällen der Robotereinheiten. Die Schwierigkeit besteht bei dieser Anwendung darin, dass die Roboter einen definierten Arbeitszyklus abarbeiten, in dem sich Phasen mit hoher Beschleunigung sowie Pausen zyklisch abwechseln. Die schlechte Zugänglichkeit setzt zudem einen energieoptimalen Betrieb von Sensorlösungen voraus, damit Sensorausfälle und ein externes Aufladen des Sensors möglichst vermieden werden können.
Um den genannten Problemen zu begegnen, wurden zunächst sechs ausgewählte Förderbandantriebe einer Fertigungslinien sowie vier Getriebe zweier Scara-Roboter mit Endiio Retrofit-Sensoren zur Überwachung von Vibration, Beschleunigung und Temperatur ausgestattet und in Betrieb genommen. Ausschlaggebend für die Auswahl der Endiio-Produkte für unseren Use-Case war hierbei die einfache und kabellose Installation der Sensorik.
So kann durch den Einsatz eines kombiniert photoelektrischen und thermischen Energy-Harvesting Konzepts auf die Verlegung von Kabeln zur Energieversorgung verzichtet werden, was nicht nur die Akzeptanz seitens der Instandhaltung deutlich erhöht, sondern auch die Aufwände für die Anbringung der Sensoren minimiert und überhaupt erst ermöglicht hat. Darüber hinaus werden die auflaufenden Messdaten via Funkprotokoll an ein Gateway gesendet, was den Verzicht auf eine Datenleitung erlaubt.
Messdaten vorfiltern und Strom sparen
Auf dem Sensor erfolgt zunächst eine Datenvorverarbeitung und Filterung. Darüber hinaus erkennen die an den Scara-Robotern verbauten Sensoren mit der Funktion ‚Wake-on-Motion‘, dass eine vordefinierte Beschleunigungsschwelle überschritten wurde und übertragen nur jene Messdaten an das Gateway, die während einer Bewegung des Roboter-Arms aufgezeichnet wurden. Hierdurch werden nicht nur die Messdaten vorgefiltert, sondern der Sensor kann bei nicht-aktivem Roboter auch in den geforderten stromsparenden Low-Power-Mode wechseln.
Die Weiterverarbeitung der Daten sowie das Anlernen von individuellen Modellen erfolgt schlussendlich auf dem Gateway. Die Speicherung und Visualisierung der Daten kann entweder direkt firmenintern oder mit dem Endiio-eigenen Cloud-Service erfolgen. Über den Cloud-Service wurde auch die interne Alarmierung der Instandhaltung und der Linienbetreuung konfiguriert, um bei Auffälligkeiten in den Messdaten schnellstmöglich reagieren zu können.
