Zustandsüberwachung

Was das Condition Monitoring System von Schaeffler kann

Der Industriezulieferer Schaeffler wird in Hannover sein neues Mehrkanal-Condition Monitoring System (CMS) vorstellen, welches eine flexible Integration von Sensoren zulässt.

Schaeffler Maschinenbau Produkt EMO Hannover Condition Monitoring

Der Prototyp des Condition Monitoring-Systems ist mit sechs Messkanälen ausgestattet. Es können Sensoren und Systeme von Schaeffler angeschlossen werden, aber auch piezoelektrische Schwingungs-, Kraft- und Drucksensoren anderer Hersteller in das CMS integriert werden.

Die Zustandsüberwachung von Werkzeugmaschinen stellt komplexe Anforderungen an ein Condition Monitoring System hinsichtlich des zur Verfügung stehenden Bauraums und der Anzahl der zu überwachenden Antriebskomponenten. Nicht nur Achsen, Vorschubantriebe und Spindeln, sondern auch Nebenaggregate wie Hydraulikmotoren zählen zu den wichtigen Subsystemen in Werkzeugmaschinen. Auch sie können einen Totalausfall der Werkzeugmaschine verursachen. Hinzu kommt, dass Subsystemhersteller und die Lieferanten der Nebenaggregate eigene Messsysteme in die Maschinen integrieren. Ein CMS für Werkzeugmaschinen muss daher Sensoren beliebiger Hersteller betreiben können.

Mehrkanal-CMS-Prototyp für Werkzeugmaschinen

Auf der EMO 2017 in Hannover wird Schaeffler einen funktionsfähigen Prototyp eines Mehrkanal-CMS für Werkzeugmaschinen vorstellen. An das CMS sind zum einen die hauseigenen Systeme und Sensoren anschließbar, wie z. B. piezoelektrische Schwingungssensoren. Zum anderen können auch piezoelektrische Schwingungs-, Kraft- und Drucksensoren anderer Hersteller über die IEPE-Schnittstelle in das CMS integriert werden. Das bietet den großen Vorteil, dass für jede Messstelle und Messaufgabe die jeweils vorhandene bzw. geeignete Sensorik verwendet werden kann. Der Prototyp ist derzeit mit sechs Messkanälen ausgestattet. Das System ist so konzipiert, dass in Zukunft z. B. die elektronische Überwachung des Schmierzustandes von Rollenumlaufeinheiten mit integriert werden kann.

Software-Intelligenz und Cloud-Anbindung aus anderen Entwicklungen portiert

Die Software des vorgestellten Prototyps ist bereits sehr ausgereift, da die meisten Funktionen, Algorithmen und auch die optionale Anbindung an die Schaeffler-Cloud von anderen Projekten mit geringem Aufwand portiert werden konnten. Durch die Anbindung an die Schaeffler-Cloud sind schon im Prototypen-Stadium des CMS alle digitalen Services von Schaeffler zur Überwachung und Schadensdetektion von Wälzlagern verfügbar. Als lokale Lösung ermöglicht das Mehrkanal-CMS die Überwachung sowohl von FAG-Wälzlagern über den integrierten Lagerkatalog als auch von Fremdfabrikaten nach Eingabe der lagerspezifischen Daten.

White Paper zum Thema

Grundsätzlich neu entwickelt ist die Möglichkeit, Schwingungssignale von Kugelgewindetrieben zu interpretieren. Das Software-Modul ist noch in der Erprobung und steht nach der EMO 2017 als Beta-Version für interessierte Kunden zur Verfügung.

Einfache Konfiguration und Bedienung über Webbrowser

Mit einem üblichen Webbrowser kann man sich in das CMS einloggen und die Konfiguration vornehmen. Das „Look and Feel“ sowie die Bedienung sind sehr an das bewährte 1-Kanal-CMS vom FAG SmartCheck angelehnt.

Der Prototyp für Werkzeugmaschinen dient vornehmlich dazu, Pilotkunden die CMS-Funktionen in einem seriennahen Entwicklungsstadium zur Verfügung stellen zu können. Das Hardware-Design ist deshalb noch von untergeordneter Bedeutung. Erste Pilotprojekte befinden sich an verschiedenen Werkzeugmaschinen-Typen in der eigenen Fertigung und bei ausgewählten Partnern in der Erprobung. Parallel dazu wird das System auch in die Werkzeugmaschine 4.0 am Schaeffler-Fertigungsstandort in Höchstadt appliziert. Dieses Bearbeitungszentrum dient als Technologieträger und Entwicklungsprojekt für digitalisierte Produkte im Umfeld der Werkzeug­maschinenbranche. Mit Hilfe der Werkzeugmaschine 4.0 werden die Algorithmen des Mehrkanal-CMS für die Überwachung und Diagnose von Wälzlagerungen und Komponenten in Werkzeugmaschinen sukzessive weiterentwickelt und in der Praxis getestet.