Die Situation
Die Fertigung der Holzfenster erfolgt mit klassischen Holzbearbeitungsmaschine. Um die beste mögliche Qualtität zu erreichen, müssen die Fräser immer in optimalem Zustand sein. Eine eventuelle Abnutzung oder gar der Bruch einer einzelnen Schneidplatte fällt im schlimmsten Fall erst auf, wenn die Fertigungscharge bereits bearbeitet wurde. Das kann dazu führen, dass alle bis dahin produzierten Fensterelemente nachgearbeitet oder sogar entsorgt und neu produziert werden müssen. Das ist natürlich nicht im Sinne des Erfinders und sehr Zeit- und Kostenaufwändig.
Die Herausforderung
Ein System zur Überwachung der Fertigungsqualität muss einfach zu bedienen und gleichzeitig eine verlässliche Datenquelle über mögliche auftretende Abweichungen sein. Hier galt es, ein System zu finden, dass in der Lage ist, die komplexen Vorgänge in einer Holzbearbeitungsmaschine abzubilden.
Oberstes Ziel von 4B ist die Qualitätssicherung, die Vermeidung von Ausschuss und eine maximal einfache Bedienung ohne komplizierte Anbindung an die bestehnden Fertigungsanlage. Dazu kommen weitere Anforderungen, dass das Prüfsystem auch mit unterschiedlichen Holzarten und Strukturen klar kommen muss, ohne dass es aufwändig neu trainiert werden muss. Das würde Aufwand und Zeit bedeuten, die in der Produktion einfach nicht zur Verfügung stehen.
Ebenso musste das System sowohl für eine stationäre Integration als auch für mobile Anwendungen geeignet sein.
Die Lösung
Zur Lösung der vielfältigen Anforderungen bietet Balluff den Condition Monitoring Sensor BCM in Kombination mit dem Condition-Monitoring-Toolkit CMTK an. Dieses System ermöglicht die einfache Kontrolle und Visualisierung von Vibrations-, Temperatur und anderen Umgebungsbedingungen. Und das ohne ein Profi der Schwingungstechnik zu sein.
Der Condition Monitoring Sensor BCM verfügt über eine IO-Link Schnittstelle und wurde entwickelt, um möglichst einfach und simpel zu erfahren, wie es Ihrer Maschine geht. Der Sensor sagt Ihnen, ob ungewollte Vibrationen auftreten, ob die Temperatur passt und die Einbaulage noch so ist, wie es sein soll.
Als idealer Sparringsparter zum BCM hat sich unser Condition Monitoring Toolkit – kurz CMTK – erwiesen. Dieses Gateway hat vier IO-Link Ports und eine fertige Datenvisualisierung und Datenkommunikation an IT-Netzwerke direkt an Bord. Aufkommende Meldungen können direkt per E-Mail oder Statusmeldung weitergeben werden.
Schnell, direkt und einfach erfahren was passiert. Das CMTK bietet hier ganz neue Lösungswege.
Wie wurde es umgesetzt?
Die Condition-Monitoring-Sensoren wurden direkt an den Antriebsmotoren der Bearbeitungsmaschinen montiert. Denn genau hier, würde ein ungeplanter Stillstand den meisten Aufwand verursachen.
Aber bevor das System live gehen konnte, musste erstmal festgestellt werden, wie ein "gutes und richtiges" Vibrationsprofil aussieht. Hierzu wurden Daten aufgenommen und der Verlauf der Werte beobachtet. Wie wirken sich Werkzeugwechsel aus? Wie eine normale Wartung? Und noch viel wichtiger, wie wirken sich Fehler, wie z.B. eine gebrochene Schneidplatte im Fräser aus?
All diese Daten wurden aufgezeichnet und daraus eine Grenze zwischen "Gut" und "Schlecht" gezogen. Auftretende Anomalien und auch kleine, schleichende Abweichungen können so erkannt werden.
Das System wurde so eingerichtet, dass der Bediener per E-Mail informiert wird, falls eine Grenze überschritten wurde und ein Eingreifen erforderlich ist.
Was hat es gebracht?
Die ersten Erfolge des Systems zeigten sich sehr schnell. So wurde z. B. eine gebrochene Schneidplatte am Profilfräser innerhalb von Minuten erkannt und nicht erst am Ende der Chargenproduktion. Das schnelle Erkennen und Eingreifen hat hier viel Geld gespart und weitere Schäden am Werkzeug verhindert.
Ebenso zeigte ein Antriebsmotor "über Nacht" ein anderes Vibrationsprofil. Aber wo kam das her? Was war passiert? Nachdem der Motor vorsorglich ausgetauscht wurde, stellte sich raus, dass ein Kugellager der Antriebswelle defekt war und getauscht werden musste. Dies konnte nur rechtzeitig festgestellt werden, da der Motor kontrolliert wurde. Andernfalls wäre er in der nächsten Zeit ausgefallen und dann wäre das Problem deutlich größer und teurer geworden.
Auch durch solche Erfolge hat das System eine große Akzeptanz in der Fertigung erreicht. "Wenn der Sensor etwas meldet, wird auch etwas da sein!" so ein Bediener der Profilfräse. Zu den genauen Messergebnissen kommt die einfach Visualisierung der Ergebnisse und die einfach Einstellung der Grenzen.
Durch die Erfolge wurde zusätzlich noch eine mobile Variante entwickelt, die aktuell an diversen Motoren, Lüftern und Pumpen einfach und schnell getestet wird.