Condition Monitoring Werkzeugmaschinen-Komponenten mit Sensorik und Signalanalyse überwachen

Autor / Redakteur: Christian Brecher, Stephan Witt und Wieland Klein / Bernhard Kuttkat

Am Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen der RWTH-Aachen werden Methoden und Verfahren zur Zustandsüberwachung von ausfallgefährdeten Komponenten in Werkzeug- und Verpackungsmaschinen sowie zur Optimierung der Prozesssicherheit entwickelt. Ziel ist es, Möglichkeiten zur Zustandsüberwachung der Maschinenkomponenten im Hinblick auf typische Schäden zu entwickeln.

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An Werkzeugmaschinen gibt es diverse Komponenten, die bei einem „Crash“ die komplette Fertigung stilllegen können. Bild: Gildemeister
An Werkzeugmaschinen gibt es diverse Komponenten, die bei einem „Crash“ die komplette Fertigung stilllegen können. Bild: Gildemeister
( Archiv: Vogel Business Media )

Der Einsatz intelligenter Condition-Monitoring-Systeme (CMS) erhöht die Verfügbarkeit von Produktionsanlagen und verbessert die Bauteilqualität. Das Ziel bei der Nutzung von Condition-Monitoring-Systemen besteht darin, den Maschinenbetrieb sicherer, zuverlässiger und planbarer zu gestalten und damit die Gesamtverfügbarkeit einer Produktionsanlage nachhaltig zu steigern.

Dies ist insbesondere vor dem Hintergrund einer optimierten, zustandsorientierten Instandhaltung von großer Bedeutung, die gleichzeitig eine Verringerung kostenintensiver Stillstandszeiten und damit eine Reduzierung der gesamten Produktionskosten nach sich zieht. Das Bewusstsein dafür hat sich in den vergangenen Jahren bei Anwendern und Herstellern stark gewandelt, so dass heutzutage bei einer Investitionsentscheidung häufig die Lebenszykluskosten einer Anlage in die Investitionsentscheidungen einfließen.

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Schäden an Antriebskomponenten legen Werkzeugmaschinen lahm

Bei spanenden Werkzeugmaschinen sind typischerweise die Hauptspindel, die Wälzlagerungen, die Linearführungen sowie die Kugelgewindetriebe besonders hoch belastete Komponenten (Bild 1), die zur Sicherstellung der maximalen Produktivität oft nah an den Einsatzgrenzen betrieben werden. Schäden an diesen Komponenten können zu hohen Maschinenungenauigkeiten oder direkt zum Ausfall der Maschine führen. Der Wechsel dieser Bauteile ist in der Regel mit hohem Aufwand und hohen Kosten verbunden und verursacht vergleichsweise lange Maschinenstillstandszeiten.

Am Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen werden Methoden und Verfahren zur Zustandsüberwachung von ausfallgefährdeten Maschinenkomponenten in Werkzeug- und Verpackungsmaschinen sowie zur Optimierung der Prozesssicherheit entwickelt. Dazu werden verschiedene Sensoren sowie Signalanalyseverfahren in Bezug auf ihre Eignung zur Bestimmung der potenziellen Restlebensdauer von ausfallgefährdeten Komponenten sowie zur Bestimmung der Prozesssicherheit untersucht.

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