Ausfallzeiten reduzierenmit Smart Plastics

Mit einer vorausschauenden Wartung fahren Techniker nicht mehr auf Sicht, sondern können frühzeitig Schwachstellen beheben, bevor es zu teuren Ausfällen und Folgereparaturen kommt. Anwender reduzieren so ihre ungeplanten Maschinenstillstände um bis zu 50 Prozent und die Instandhaltungskosten um bis zu 40 Prozent, zeigt der Predictive Maintenance Report 2023 von Senseye. Um die Voraussetzungen dafür zu schaffen, dass Maschinen ihren Zustand kommunizieren können, ist Igus dazu übergegangen, seine Produkte wie Gleitlager, Energieketten und Leitungen mit ‘Sinnen’ auszustatten.

Gleit- und Gelenklager lernen das Fühlen

So wurden Sensoren in Form von i.Sense beispielsweise in Gleit- und Gelenklagern aus Hochleistungskunststoff integriert. Galt die Einbindung vernetzter Sensoren in solche Kleinteile vor einigen Jahren noch als unwirtschaftlich, mischt Igus die Karten neu. Das Unternehmen integriert im Spritzgussverfahren Abriebsensoren in die Lager. Sie bestehen aus einer dünnen Platine, die in der Nähe der Laufflächen sitzen. Kommt es nun im Betrieb zu Abrieb, setzt sich die Platine frei und berührt die Welle. Der Sensor sendet bei diesem Kontakt ein digitales Signal aus. Der Empfänger des Signals ist das i.Sense-Modul im Schaltschrank, das mit einer Software die Auswertung der Sensordaten übernimmt. Im aktiven Störungsmanagement werden dort alle Bewegungsanomalien erkannt und direkt an den Anwender bzw. die Maschinensteuerung gemeldet.

Kontinuierlicher Fitnesscheck für Leitungen

Mit der Sensortechnik der Smart Plastics können außerdem die Zugkräfte auf den Leitungen (i.Sense CF.P), die Leitungsqualität (i.Sense CF.Q) sowie die Datenübertragungsrate (i.Sense CF.D) gemessen werden. So lassen sich beispielsweise selbst sehr lange und schwer erreichbare Ethernet-Leitungen schneller denn je instand halten, wenn es durch externe Einflüsse zu Störungen der Übertragungsqualität kommt. Richard Habering, Leiter Geschäftsbereich Smart Plastics bei Igus: „Wir haben für das Überwachungsmodul i.Sense CF.D eine Funktion entwickelt, die bislang einzigartig ist: eine optische Zustandsanzeige mit genauer Entfernungsangabe der mutmaßlichen Störungsstelle.“ Der Sensor misst kontinuierlich die Übertragungseigenschaften sowie verschiedene, elektrische Parameter über Millionen von Zyklen. So erkennt das System nicht nur Datenverluste in Echtzeit, sondern identifiziert auch die Position des gestressten Bereichs der Leitung. So sind Techniker gezielter und schneller denn je in der Lage, die Leitung des entsprechenden Segments ohne Ausprobieren sofort auszutauschen. „Die Investition in ein CF.D Modul ermöglicht eine Amortisation in wenigen Monaten sowie einen Return-on-Invest von über 500 Prozent im Jahr“, betont Habering.

Energieketten verwandeln sich in smarte Mitdenker

Da Energieketten aus Hochleistungskunststoff in zahlreichen Branchen weltweit zum Einsatz kommen und bei der Standzeit von Maschinen und Anlagen eine wichtige Rolle spielen, lag es nahe, dass Igus auch ihnen Sinne spendiert. Zum i.Sense-System für E-Ketten zählt beispielsweise EC.P, ein Sensor, der am Mitnehmer der Energiekette montiert ist und im laufenden Betrieb die Zug- und Schubkräfte misst. Tritt ein plötzlicher Kraftanstieg auf, etwa weil sich eine Führungsrinne lockert oder ein Fremdkörper ins System gelangt, kann die SPS die Anlage augenblicklich abschalten und so teure Schäden verhindern. Ein anderer Sensor namens EC.B erkennt Brüche in der Energiekette über Längenänderungen eines in der Kette eingelegten Seils. Potenzielle Brüche lassen sich damit auch auf langen Verfahrwegen mit nur einem Sensor blitzschnell erkennen. Der Seilzugsensor zeichnet sich zudem durch seine Witterungsbeständigkeit und Robustheit aus, was ihn für Outdoor-Anwendungen wie Krananlagen besonders interessant macht. Mit i.Sense EC.W hat Igus zudem eine Low-Cost-Lösung entwickelt, mit der Anwender ihre Energiekette für nur 259 Euro smart machen können. Und selbst für dynamische, dreidimensionale Anwendungen am Roboter bietet Igus die passende Lösung: i.Sense TR.B – ein Bruchüberwachungssystem für Roboter-Energieketten wie die Triflex R.

Intelligente vorausschauende Wartung

Außerdem können Anwender die Sensoren der Energieketten, Leitungen, Linearführungen und Lager auch per i.Cee Modul (abgeleitet von „ich sehe voraus“) an lokale Netzwerke oder IoT-Systeme anschließen und so in ein umfassendes Predictive Maintenance-Konzept einbinden. Bei der klassischen vorausschauenden Wartung erfolgt ein Austausch von Komponenten in einem regelmäßigen Abstand, der oft kürzer ist als die vermutete Lebensdauer. Das bedeutet, sie werden ausgetauscht, wenn sie noch einsatzfähig sind. Das i.Cee-System berechnet mit Hilfe von Sensoren und Software eine dynamische Lebensdauer und definiert optimale Wartungszeitpunkte für die Produkte. Anwender können so die maximale Produktlebensdauer ausreizen und gleichzeitig teure Produktionsausfälle durch ungeplante Anlagenstillstände vermeiden.

Next Level Maintenance
Um die vorausschauende Wartung für Kunden künftig noch einfacher zu machen, bietet Igus zudem den neuen, digitalen Service Superwise an, der die Smart Plastics mit verschiedenen Dienstleistungen verbindet. Das Dashboard auf dem Superwise-Portal zeigt dem Kunden alle seine registrierten Anwendungen mit Informationen zu Produktlebensdauer-Prognose, Wartungs- und Handlungsempfehlungen bei Anomalieerkennung im Überblick. Zudem bietet das Tool die Möglichkeit, direkt passende Ersatzteile zu bestellen. Haben Betriebe trotzdem keine Zeit, die Systeme selbst im Blick zu behalten, übernimmt Igus die Verantwortung für die Applikationen. „Unsere Vertriebsmitarbeiter melden sich dann proaktiv, wenn etwas getan werden muss“, erklärt Habering. „Mit diesem Service wollen wir in Zeiten des Fachkräftemangels die Personalressourcen unserer Kunden schonen und somit ihre Produktivität stärken.“ n

Kunststoff Intelligenz

Kurzinterview mit Richard Habering, Leiter des Geschäftsbereichs Smart Plastics bei Igus

Condition Monitoring und Predictive Maintenance gehen ja nicht immer Hand in Hand. Wann macht es Sinn i.Sense einzusetzen und wann sollte man lieber auf i.Cee aufrüsten?

Richard Habering: Beide Ansätze verfolgen erst einmal ein ähnliches Ziel: Kunden können dank smarter Komponenten und ihrer Vernetzung Wartungseinsätze besser planen, ungeplante Stillstandzeiten reduzieren sowie die Produktlebensdauer erheblich verlängern. Gleichzeitig sparen sie Instandhaltungskosten. Daher statten wir unsere Gleitlager, Energieketten und Leitungen mit Überwachungssensoren aus, lassen sie per Funk mit IT-Modulen kommunizieren und machen es dadurch möglich, dass Maschinen Betreibern in Echtzeit verraten, wie es ihren Bauteilen geht. So lassen sich mithilfe von i.Sense-Komponenten frühzeitig austauschen und teure Anlagenausfälle vermeiden. Die reine Zustandsüberwachung ist aus meiner Sicht allerdings nur die erste Entwicklungsstufe. Über die Möglichkeiten der vorausschauen Wartung über i.Cee können Betreiber die maximale Lebensdauer der Bauteile ausschöpfen und Wartungen optimal planen – gerade in Zeiten des Fachkräftemangels und begrenzter personeller Ressourcen ein enormer Vorteil.

Sie machen inzwischen Lager, Leitungen und Energieführungen smart. Für welche Produktfamilien gilt das und wollen Sie diese um weitere Typen erweitern?

Das stimmt, einen großen Teil unserer Motion Plastics gibt es auch als smarte Variante: vom 3D-gedruckten Gleitlager und Linearlager bis hin zur Roboter-E-Kette oder hochflexiblen Leitungen. Daher liegt unser Fokus momentan stark auf der Vernetzung dieser smarten Komponenten – beispielsweise mit der neuen iComm Box gibt es nun ein Kommunikationsmodul für i.Sense-Sensoren, welches sich problemlos in den Superwise Service zur Zustandsüberwachung integrieren lässt. Im Dashboard werden Informationen zur Lebensdauer, Wartungsempfehlungen oder Hinweisen bei auftretenden Anomalien übersichtlich gezeigt.

Wollen Sie noch andere Sensoren integrieren oder die Auswertemodule mit mehr Funktionalität ausstatten?

Das ist bei der iComm Box der Fall. Damit können die i.Sense-Sensoren reibungslos in eine Service-Umgebung integriert werden und ermöglichen so eine schnelle und zuverlässige Datenübertragung. Intelligente Algorithmen bieten eine detaillierte Zustandsanalyse, die es ermöglicht, präzise Vorhersagen über den Zustand der überwachten Maschinen und Anlagen zu treffen. Das Dashboard liefert in Echtzeit wertvolle Informationen und ermöglicht eine Überwachung und Steuerung. Ein entscheidender Vorteil der iComm Box ist, dass die Kosten für die Datenübertragung bereits im Produktpreis enthalten sind, was eine transparente Kostenstruktur ohne versteckte Gebühren gewährleistet. Auch beim Thema Sensorik gehen wir stark voran: Igus hat im März 2024 die mehrheitlichen Anteile am portugiesischen Atronia Tailored Sensing erworben. Der Sensor-Spezialist bringt bereits seit fünf Jahren unseren Kunststoffprodukten das Fühlen bei. Durch den Kauf von Atronia können wir Prozesse, Systeme und Teams beider Unternehmen noch besser aufeinander abstimmen, was langfristig zu Synergien und Effizienzgewinnen führt. So können wir Produkte für die Industrie-4.0-Ära in Serie fertigen und auch kleinen und mittleren Unternehmen mit begrenzten Budgets und wenig Vorerfahrung zugänglich machen.

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