Vernetzte und sensorgestützte Komponenten
Kupplungssystem für das Industrial IoT
Auf dem Weg zur Industrie 4.0 werden traditionell analog ausgelegte Fabriksysteme digital anschlussfähig. Kupplungslösungen können eine wesentliche Rolle übernehmen, etwa bei der Überwachung und Steuerung von Maschinen und Prozessen.
Kupplungssysteme verbinden und trennen Leitungen in automatisierten Industrieprozessen und versorgen Maschinen und Anlagen mit gasförmigen oder fluiden Medien und auch elektrisch.
Bild: WALTHER-PRÄZISION
Bild: WALTHER-PRÄZISIONZur selbststeuernden Fertigung
Viele Produktionsprozesse sind durch die zunehmende Digitalisierung geprägt: Digitale Lösungen ersetzen Schritt für Schritt analoge Techniken, von der Produktentwicklung bis hin zu Logistik und Versand. Der vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) initiierte Arbeitskreis Industrie 4.0 definiert diese als 'eine Vernetzung von autonomen, sich situativ selbst steuernden, sich selbst konfigurierenden, wissensbasierten, sensorgestützten und räumlich verteilten Produktionsressourcen (Produktionsmaschinen, Roboter, Förder- und Lagersysteme, Betriebsmittel) inklusive deren Planungs- und Steuerungssysteme.' Dabei sind Maschinen meist nur so intelligent wie deren Komponenten. Bauteile mit Sensoren erheben und liefern Daten, verarbeiten sie teils, um bestimmte Produktionsprozesse zu optimieren. Auf diese Weise ist die vorbeugende Wartung (Preventive Maintenance), vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance) und Maschinenzustandsüberwachung (Condition Monitoring) in verschiedenen elektrischen und mechanischen Anwendungen möglich, um Maschinen instand zu halten. Bei der dafür erforderlichen Datenerhebung können Kupplungssysteme eine Schlüsselfunktion einnehmen.
Bindeglied der Smart Factory
Mono- oder Multischnellkupplungen, die sich hinsichtlich ihres Verwendungszwecks, der Anschlüsse, Druckverhältnisse, des geförderten Mediums in der Leitung sowie ihrem Verbindungsmechanismus unterscheiden, kommen in unterschiedlichen Industrieprozessen zum Einsatz. Durch die Kombination mit digitalen Technologien können solche Kupplungen eine regelmäßige und permanente Maschinenzustandsüberwachung etwa in einem Antriebsstrang ermöglichen. Mit Sensorik ausgestattet, können sie Funktionen im Bereich der Messtechnik übernehmen und Schwingung, Drehmoment, Drehzahl, Beschleunigung, Rotation oder Lage im Raum erfassen. Aufnahme und Verarbeitung der Messdaten kann nahezu in Echtzeit erfolgen. Darüber hinaus lassen sich Messdaten mehrerer Bauteile im Zusammenspiel analysieren, um Rückschlüsse auf den korrekten Einbau zu erhalten und das dynamische Verhaltens beurteilen zu können. Gerade für sicherheitsrelevante Bauteile könnte der Einbau solcher Sensorik sinnvoll sein, da eine Zustandsüberwachung hier den größten Nutzen verspricht. Mit der digitalen Überwachung der Antriebsteile wäre es künftig vergleichsweise einfach möglich, erforderliche Wartungen automatisch in den Produktionsplan einzutakten.
Eindeutige Überwachung
Sensorgestützte Kupplungen können auch bei Füllvorgängen Daten erheben und den Kuppelvorgang absichern helfen. In sensiblen Branchen wie der Chemie- und Pharmaindustrie, wo diffizile Medien ab- und umgefüllt werden, ist das Interesse besonders groß, den Anschluss falscher Medienleitungen auszuschließen. Bereits vielfach werden mechanische Kodierungen oder elektronische RFID-Transponder zur Überwachung von Kupplungen verwendet. Elektronisch dokumentiert und überwacht dieses System, welche Leitungen oder Medien angeschlossen werden. Die Festhälfte der Kupplung ist dafür mit einer RFID-Antenne, die Loshälfte mit einem RFID-Transponder ausgestattet. Der Durchfluss der Medien wird erst freigegeben, wenn die Verbindung der Kupplungshälften verifiziert ist. Darüber hinaus lassen sich die Verbindungsdaten drahtlos auf den Transponder übertragen und speichern. Neben der Chemie- und Pharmaindustrie ist die Wasserstoffbetankung für Fahrzeuge ein neues Anwendungsgebiet: Die Schnellkupplung begleitet die Steuerung des Tankvorgangs, indem sie die Kommunikation zwischen Tankstelle und Fahrzeug übernimmt.
Bild: WALTHER-PRÄZISIONZur selbststeuernden Fertigung
Viele Produktionsprozesse sind durch die zunehmende Digitalisierung geprägt: Digitale Lösungen ersetzen Schritt für Schritt analoge Techniken, von der Produktentwicklung bis hin zu Logistik und Versand. Der vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) initiierte Arbeitskreis Industrie 4.0 definiert diese als 'eine Vernetzung von autonomen, sich situativ selbst steuernden, sich selbst konfigurierenden, wissensbasierten, sensorgestützten und räumlich verteilten Produktionsressourcen (Produktionsmaschinen, Roboter, Förder- und Lagersysteme, Betriebsmittel) inklusive deren Planungs- und Steuerungssysteme.' Dabei sind Maschinen meist nur so intelligent wie deren Komponenten. Bauteile mit Sensoren erheben und liefern Daten, verarbeiten sie teils, um bestimmte Produktionsprozesse zu optimieren. Auf diese Weise ist die vorbeugende Wartung (Preventive Maintenance), vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance) und Maschinenzustandsüberwachung (Condition Monitoring) in verschiedenen elektrischen und mechanischen Anwendungen möglich, um Maschinen instand zu halten. Bei der dafür erforderlichen Datenerhebung können Kupplungssysteme eine Schlüsselfunktion einnehmen.
WALTHER-PRÄZISION
Dieser Artikel erschien in IT&Production 10 (Dezember Januar) 2021 - 14.12.21.Für weitere Artikel besuchen Sie www.it-production.com
