smart engineering - Industrie 4.0 aus einer Hand

Smart MaterialVorausschauender Stoff

Digitalisierte und vernetzte Prozessabläufe in der Antriebstechnik versprechen gerade im Zusammenspiel mit Hochleistungskunststoffen enormes Potenzial. Tribo-Polymere mit hoher Lebensdauer treffen dabei auf die Vorteile digitaler Kommunikation, gerade im Bereich der vorausschauenden Wartung. Ein Beispiel sind die neuen Smart Plastics von Igus, darunter die intelligente Drylin-Linearführung.

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Smart Material: Vorausschauender Stoff

„Smart Plastics“ nennt Igus seine intelligenten Maschinenkomponenten aus Hochleistungskunststoffen, die sich selbst ständig über die Schulter schauen, um dem Anwender das Leben so leicht wie möglich zu machen. Die Selbstüberwachung und permanente Rückmeldung erleichtert neben dem Betrieb auch die Wartung und erhöht die Ausfallsicherheit. Durch die genaue Vorhersagbarkeit und Planbarkeit von Austauschterminen wird der laufende Betrieb nur bis auf das absolute Mindestmaß hin unterbrochen. Lange Stillstandzeiten gehören der Vergangenheit an. Die neuen intelligenten Linearführungen stellen deshalb eine Lösung dar, die die Vorteile von Industrie 4.0 nutzt und dadurch unmittelbar zu Kosteneinsparungen führt.

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Diese neuen Drylin-Linearlager profitieren dabei von den Fortschritten in der Informations- und Kommunikationstechnik. Dafür wurden die trockenlaufenden Lager mit einem speziellen Sensor-Modul, dem Isense DL.W, ausgestattet. Dieses kontrolliert ständig den Abrieb der schmutz- und staubunempfindlichen Gleitlager und ermittelt so genau die Verschleißgrenze, ab der ein Lager zwingend ausgetauscht werden muss. Per Funk werden die Zustandsdaten an den Anwender weitergegeben, der dadurch jederzeit und von überall die Möglichkeit hat, zum richtigen Zeitpunkt einzugreifen. Einfach nachrüstbar, ist das Isense DL.W als leichtes und robustes Kunststoffelement auch für den Retrofit und eine Vielzahl von Anwendungen geeignet. Dem Isense DL.W dient als zentrale Kommunikationseinheit das Icom-Modul, das die Daten sammelt, aufbereitet und weiterleitet. Der Anwender kann mit dem Endgerät seiner Wahl Überwachung und Steuerung übernehmen. Durch Isense soll die nahtlose Integration einer Anlage oder sogar eines einzelnen Bauteiles, wie z.B. einer Linearführung, in die unternehmensweite Infrastruktur gelingen, die optional über das Internet sogar zur weltweiten Vernetzung ausgebaut werden kann. Damit würde die Maschine vollkommen ortsunabhängig beobacht- und steuerbar.

Daten für die Vorhersage
Der Kunde kann darüber hinaus jede Anwendung direkt mit dem Igus-Datencenter verbinden. So erhält er auch Zugang zur Igus-Datenbank, die mit Testergebnissen gefüttert ist und deshalb beste Vergleichs- und Abgleichsmöglichkeiten mit dem Realbetrieb erlaubt. Vor allem aber erhält der Kunde Zugang zu den notwendigen Daten für die Lebensdauerberechnung, die durch die Vernetzung individuell und zu jedem Zeitpunkt abrufbar sind. Auch eventuelle Wartungs- und Ersatzteilaufträge können quasi automatisch und ohne Zeitverlust erteilt werden. Die Prognosen zu Verschleiß und Lebensdauer werden im Übrigen umso präziser und zuverlässiger, je größer das Netzwerk an ausgewerteten Anlagen ist, entweder innerhalb eines Unternehmens oder – applikations- oder cloudbasiert – zusätzlich mit den abstrahierten Daten anderer Anwendungen und der Igus-Datenbank.

Zweck der ständigen Überwachung ist die Prozessoptimierung und letztlich die Reduktion der Kosten. Sicherheit, Lebensdauer und die Vermeidung von Ausfallzeiten sind dazu der Weg. Das Mittel, um all dies zu erreichen, ist die bestmögliche Wartung der Anlage. Unter dem Stichwort Predictive Maintenance lässt sich das Prinzip von Isense am besten erfassen. Weil die Sensoren permanent den Zustand messen und Auffälligkeiten sofort melden, kann frühzeitig auf Schäden oder Störungen reagiert werden, das heißt, noch bevor sie auftreten und zu Stillstandszeiten führen. Es bleibt aber nicht bei bloßen Warnungen. Die übermittelten Daten ermöglichen auch die schnelle Ermittlung der Ursachen von voraussichtlichen Defekten. Smart Plastics steht demnach für Selbstuntersuchung und zugleich für Selbstdiagnose. Der Kunde erwirbt ein zusätzliches Maß an Sicherheit. Signale erfolgen jedoch nicht nur bei Defekten, sondern ebenso regelmäßig über den Abnutzungsstand, etwa eines Gleitlagerelements in einer Drylin-Linearführung. Wenn zuvor Wartungsarbeiten recht willkürlich nach starren Intervallen durchgeführt wurden, können jetzt die individuelle Restlaufzeit des Bauteils und immer der beste Wartungstermin bestimmt werden. Insbesondere bei langlebigen Komponenten aus Tribo-Polymeren zahlt sich die volle Ausnutzung des Lebenszyklus aus. Erst wenn bestimmte Werte über- bzw. unterschritten werden, erfolgt das Warnsignal. Der Wartungsprozess wird automatisiert und dadurch billiger. Grundsätzlich können Wartung, Reparatur und Austausch stets im optimalen Augenblick geschehen. Vorhersagbare Wartung bringt also alles auf eine einfache Formel: Ausfallszeit runter, Lebensdauer rauf, und dadurch erhöhte Anlageneffizienz.

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