Im konkreten Fall ging es um eine Ende 2023 ausgelieferte Anlage der Baureihe KBS-KF zur Verpackung von Knopfzellenbatterien. „In der Anlage kommen verschiedene Getriebe von Wittenstein Alpha mit integrierter Cynapse-Funktionalität – also mit integrierter Sensorik, Logik und IO-Link-Datenschnittstelle – zum Einsatz“, erklärt Andreas Kolibius, Vertriebsingenieur bei Wittenstein. Eines der smarten Getriebe ist ein Planetengetriebe TP+ 050 mit Cynapse der Alpha Advanced Line, das im Antrieb einer Stanzpresse verbaut ist. „Mit der digitalen Zustandsüberwachung dieser Achse durch Cynapse und Smart Services von Wittenstein Alpha als Basis unseres Predictive Pack konnte der Kunde rechtzeitig den drohenden Ausfall einer Stanzpresse erkennen und so einen Millionen Euro teuren Produktionsstillstand vermeiden“, berichtet Dipl.-Ing. Simon Brehmer, Head of Technology and Digitalization bei Koch Pac-Systeme. „Wäre der Schaden unerkannt geblieben und plötzlich eingetreten, hätte dies durch die etwa zweiwöchige Wiederbeschaffungszeit der Maschineneinheit einen Produktionsausfall von ungefähr 20 Millionen verpackten Batterien. Das Predictive Pack hat den Kunden davor bewahrt.“
Potenzielle Schadensrisiken frühzeitig entdecken
„Das Predictive Pack ermöglicht eine vorausschauende Wartung für die gesamte Verpackungsmaschine – insbesondere für Verschleißteile wie Getriebe, Vakuumsysteme, Motoren und pneumatische Komponenten“, erläutert Brehmer. „Durch die Integration von Getrieben mit Cynapse in Kombination mit dem Smart Service Cynapse Monitor wird eine kontinuierliche Überwachung des Antriebsstrangs sowie damit verbundener Komponenten erreicht. Dies schafft Transparenz über den Zustand der Anlage, trägt dadurch wesentlich zur Vermeidung ungeplanter Maschinenstillstände bei und ermöglicht zudem das frühzeitige Erkennen von prozess- und qualitätsrelevanten Optimierungsmöglichkeiten.“
Direkt in die Steuerung der Maschine integriert, überwacht und analysiert das Predictive Pack im Betrieb eine Reihe verschiedener Parameter, u.a. den Stromverbrauch eines Antriebsstrangs, sich ändernde Drehzahlen, Temperaturveränderungen, Geräuschentwicklungen sowie auftretende Vibrationen. Zusammen mit den Betriebs- und Zustandsdaten von Komponenten an anderen Maschinenpunkten, z.B. Durchflusssensoren von Vakuumerzeugern, werden sie zentral in einem Maschinen-IPC aggregiert, verarbeitet und per GUI angezeigt – inklusive konkreter Handlungsanweisungen für das Bedienpersonal, beispielsweise beim Überschreiten von Schwellwerten. IO-Link hat deutlich mehr zu bieten als die bekannten Vorzüge. Dieser Fachartikel zeigt mit Beispielen aus der Praxis, wie Anwender sämtliche Vorteile der digitalen Schnittstelle nutzen. Das funktioniert ohne grossen Trainingsaufwand: Selbst Einsteiger ohne Vorkenntnisse können dank kostenfreiem Baumer How-to-Tutorial IO-Link Geräte schon nach 80 Minuten in die SPS integrieren. ‣ weiterlesen
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Schwellwertüberwachung erkennt Lagerschaden
Typenschildinformationen, Betriebsstunden, Temperaturen, Vibrationen, historische Daten – Getriebe mit Cynapse liefern vielfältige Daten aus ihrem Einsatz im Antriebsstrang und ihrem Umfeld. „Smart Services von Wittenstein Alpha ermöglichen es, die Informationen kontinuierlich auszuwerten und festzustellen, wie es um einen Antriebsstrang und seine verbundenen Komponenten steht“, erläutert Kolibius. In der Maschine zur Verpackung von Knopfzellenbatterien werden die Daten des in der Stanzpresse verbauten Planetengetriebes TP+ 050 mit Cynapse durch die Funktion Schwellwertüberwachung des Smart Service Cynapse Monitor ausgewertet. Hierzu wurden nach der Erstinbetriebnahme beim Batteriehersteller automatisch individuelle und passgenaue Schwellwerte mit der Teach-In-Funktion des Cynapse Monitor ermittelt, nach der Abnahme der Maschine gemeinsam verifiziert und im Anschluss fortlaufend überwacht. Nachdem im Betrieb der definierte Vibrationsschwellwert ein erstes Mal überschritten wurde, wurde zunächst in Abstimmung mit dem Endkunden eine leichte Anpassung vorgenommen. Nach einem erneuten Überschreiten etwa 300 Betriebsstunden später wurde die Anlage überprüft – und dabei Rillen im Gleitlager der Stanzführung identifiziert. „Der hierfür ursächliche, beginnende Lagerschaden am Vertikalhub der Stanzpresse konnte behoben werden, bevor ein ungeplanter Maschinenstillstand eingetreten ist und neben den fünfstelligen Kosten für den Austausch der Stanzpresse einen millionenschweren Produktionsausfall nach sich gezogen hätte“, berichtet Brehmer.
Digitale Lösungen für klassische Herausforderungen
Das Anwendungsbeispiel in der Verpackungsanlage für Knopfzellen lässt erahnen, in welchem Umfang digitale Lösungen in der Lage sind, klassische Herausforderungen im Produktionsfeld zu revolutionieren. Mit der Integration von Getrieben mit Cynapse in Antriebsstränge und der nahtlosen Integration passender Smart Services von Wittenstein Alpha in die Maschineninfrastruktur ist es Herstellern wie Koch Pac-Systeme möglich, durch digitale Prozess- und Maschinenüberwachung neue Potenziale für innovative Geschäfts- und Servicemodelle zu erschließen. Intelligente Sensorik direkt im Antrieb und Smart Services – beides aus einer Hand – ermöglichen über die Verpackungstechnik hinaus für viele Branchen neue, ganzheitliche Lösungen zur Unterstützung zukunftssicherer digitaler Geschäftsmodelle.
