25/03/2021
Door Ad Spijkers
Fraunhofer-IPK heeft een systeem ontwikkeld dat slijtage van gereedschapsmachines herkent voordat ze tot serieuze schade leiden.
Slijtage brengt de beschikbaarheid van gereedschapsmachines in gevaar, met compleet uitvallen van een machine als 'worst case' scenario. Moderne productiesystemen werken zo nauwkeurig dat zelfs de kleinste afwijkingen van de goede conditie, zoals onbalans in een spil, een werkstuk in schroot kunnen veranderen. Bovendien worden de productieprocessen zo kort gepland in de tijd, dat verstoringen en ongeplande stilstandtijden van een machine een stipte levering verhinderen en tot schadeclaims leiden.
Het Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK) in Berlijn ontwikkelt een oplossing voor de intelligente bewaking en het onderhoud van gereedschapsmachines. Het systeem herkent niet alleen tekenen van dreigende storingen tijdens het gebruik, maar ondersteunt ook interactief het onderhoud. Met behulp van goedkope sensoren en machine learning worden zelfs de kleinste onregelmatigheden opgespoord voordat ze een serieus probleem worden.
Bewaken in de cloud
Eerder beschikbare slimme onderhoudssystemen bewaken alleen de toestand van de machine. De oplossing van het onderzoeksinstituut gaat veel verder. Het systeem omvat drie soorten taken: machinebewaking, herkenning van schade aan machineonderdelen en schadeherstel.
Met op de cloud gebaseerde bewaking wordt de status van alle componenten geclassificeerd met behulp van sensorgegevens. Hiervoor worden parameters zoals temperatuur, trillingen of energieverbruik geregistreerd. Daarbij wordt onderscheid gemaakt of de verzonden gegevens als 'normaal' kunnen worden aangemerkt of dat er actie moet worden ondernomen.
De schadedetectie wordt op de lange termijn steeds nauwkeuriger door continu leren. Een waarschuwingssysteem voor verkeerslichten geeft aan of een onderdeel naar behoren werkt, of er binnenkort onderhoud nodig is of dat dringend actie moet worden ondernomen.
In het geval van onderhoud ondersteunt het systeem interactief en intuïtief de nodige serviceoproepen. Eerst wordt een melding gegeven dat een machine onderhoud nodig heeft. Een digitale assistent ondersteunt het servicepersoneel bij het werken op locatie. De benodigde informatie - zoals documenten en instructies, media of sensorinformatie - wordt opgeslagen in een procesmodel en afhankelijk van de situatie ter beschikking gesteld. Technisch personeel kan via een mobiel apparaat alle informatie over het betreffende systeem opvragen. Instructies ondersteunen het onderhoud van het defecte onderdeel stap voor stap.
Demonstratie
Fraunhofer-IPT zal het concept op de digitale Hannover Messe 2021 demonstreren aan de hand van het voorbeeld van een kogelomloopspindel, een centraal onderdeel van gereedschapmachines waarmee werkstukdragers of gereedschappen met uiterste precisie worden bewogen.
Foto: Fraunhofer-IPK / Katharina Strohmeier