Fibro Bluetooth-Überwachung von Gasdruckfedern reduziert Ausfälle

Autor / Redakteur: Johannes Grotz / M.A. Frauke Finus

Ein intelligentes Monitoring-System erhöht die Prozesssicherheit und -transparenz beim Einsatz von Pressenwerkzeugen. Es ist ein smartes Tool zur drahtlosen Druck- und Temperaturüberwachung von Gasdruckfedern auf Basis von Bluetooth LE 4.0.

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WPM von Fibro ermöglicht eine permanente, drahtlose Überwachung von Gasdruckfedern in Pressenwerkzeugen.
WPM von Fibro ermöglicht eine permanente, drahtlose Überwachung von Gasdruckfedern in Pressenwerkzeugen.
(Bild: Fibro)

Ungeplante Ausfälle im Presswerk kosten Zeit, Geld und Nerven. Ein System, das eine permanente, drahtlose Überwachung von Gasdruckfedern in Pressenwerkzeugen ermöglicht, hilft dabei, die Gefahr von solchen Stillständen zu reduzieren. Dies ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu Industrie-4.0-Szenarien in der Blechverarbeitung. Denn es können so außerdem die Kosten für Konstruktion, Bau und Wartung der Werkzeuge gesenkt werden.

Der Normalienspezialist Fibro zählt zu den führenden Anbietern von Gasdruckfedern. Jede einzelne Feder ist gemäß DGRL 2014/68/EU geprüft für 2 Mio. voll genutzte Hübe bei maximal zulässigem Fülldruck und maximal zulässiger Betriebstemperatur. Zusätzlich sind die Gasdruckfedern zum Schutz vor Unfällen und Schäden serienmäßig mit einem Überhub-, Rückhub- und Überdruckschutz ausgestattet. Ein patentiertes Führungssystem reduziert die Reibung der Kolbenstange und senkt die Betriebstemperatur, wodurch die Lebensdauer der Gasdruckfedern steigt und hohe Hubfrequenzen möglich sind.

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Zusätzlich zu diesen konstruktiven Finessen, die sich seit Jahren bewährt haben, schafft der Normalienspezialist nun mit dem intelligenten Druck- und Temperatur-Monitoring auf Bluetooth-LE-Basis eine Möglichkeit zur vollautomatisierten Prozessüberwachung. Wo Bediener aus Gründen der Prozesssicherheit bislang im laufenden Prozess immer wieder aufwendig Manometer überwachen oder zum Teil mehrmals pro Jahr Gasdruckfedern inspizieren mussten, genügt künftig ein einziger Blick auf den Monitor. Das System sorgt für eine permanente Kontrolle und Dokumentation des Drucks und der Temperatur. Tritt während des Abpressbetriebs plötzlich ein Druckabfall in den Gasdruckfedern auf, leitet das Überwachungssystem die Meldung direkt an die Pressensteuerung weiter, so dass entsprechende Maßnahmen ausgelöst werden können, noch bevor ein Schaden entsteht. Darüber hinaus ermöglicht Fibro WPM eine gezielte Fehlersuche und gibt frühzeitig Hinweise auf einen vorzeitigen Verschleiß einzelner Federn. Das Risiko ungeplanter Anlagenausfälle geht damit deutlich zurück. Bei Abweichungen lässt sich anhand des Prozessverlaufs präzise einschätzen, ob eine Charge noch fertig produziert werden kann, bevor ein Bedienereingriff erfolgt. Zudem können die Instandhaltungsintervalle der Gasdruckfedern durch eine bedarfsweise Wartung ersetzt werden.

Keine Elektro- oder Stickstoffleitungen nötig

Das intelligente Überwachungssystem ist einfach aufgebaut: Die kompakten WPM-Sensoren übernehmen die Druck- und Temperaturüberwachung der Gasdruckfedern und gleichen die Werte automatisch mit individuell definierbaren Alarm- und Grenzwerten ab. Darüber hinaus übermitteln sie die Werkzeugnummer, die Werkzeug-ID, die Sensor-ID, die Position im Werkzeug sowie die Zykluszeiten zum Messen und Senden. Sie werden über Minimess-Anschlüsse unmittelbar an den einzelnen Gasdruckfedern installiert und verbinden sich via Bluetooth LE 4.0 automatisch mit dem zentralen WPM-Datenhalter des Werkzeugs. Dank Low-Energy-Technologie beträgt die Lebensdauer der Sensorbatterie im Dauersendebetrieb rund ein Jahr, bei gewöhnlicher Werkzeugnutzung drei bis vier Jahre. Der Datenhalter überwacht selbständig die korrekte Funktion des Sensornetzwerks, speichert die Werkzeugdaten sowie die Daten aus dem Sensornetzwerk und übermittelt diese ebenfalls via Bluetooth automatisch an ein Gateway. Dieses bündelt die Kommunikation zwischen den Sensoren, dem Datenhalter und der WPM-Software. Zugleich dient es als Interface zur Pressensteuerung. Hierfür ist es mit Digital-IO-, Profi-bus-, Ethernet- und CAN-Schnittstellen ausgestattet. Nach einem Werkzeugwechsel verbindet der Bediener den Datenhalter ganz einfach per Knopfdruck mit dem Gateway. Moderne Steuerung gehen sogar noch weiter: Sie erkennen den Datenhalter automatisch als neuen Teilnehmer und verbinden sich autonom. Da die komplette Kommunikation über Bluetooth erfolgt und die Sensoren über Batterie versorgt werden, müssen bei der Werkzeugkonstruktion und im Werkzeugbau weder Elektro- noch Stickstoffleitungen berücksichtigt werden. Vorhandene Werkzeuge mit konventioneller Drucküberwachung oder Gasdruckfedern, die bislang bauraumbedingt nicht überwacht werden konnten, lassen sich einfach und schnell mit dem WPM-System nachrüsten.

Schnell die betroffene Gasdruckfeder lokalisieren

Zur Konfiguration des Gateways, der Sensoren und des Datenhalters sowie zur Verwaltung der Werkzeugdaten und zur Auswertung der Messergebnisse ist das WPM-System mit einer intuitiv bedienbaren Software ausgestattet. Nach Eingabe der Werkzeug-Parameter werden die einzelnen Sensoren und der Datenhalter einfach per Drag & Drop zugeordnet und die Konfiguration gespeichert. Anschließend können zu jedem Sensor individuelle Grenzwerte für Druck und Temperatur sowie die jeweiligen Alarmgrenzen hinterlegt werden. Außerdem die jeweilige Position des Sensors am Werkzeug. So lässt sich im Falle eines Fehlers schnell lokalisieren, welche Gasdruckfeder betroffen ist. Da die Programmierung der Komponenten über eine verschlüsselte Bluetooth-Verbindung im Master/Slave-Modus erfolgt, ist eine Manipulation des Systems ausgeschlossen.

Fibro auf der Blechexpo 2017: Halle 9, Stand 9308

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