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Mauerstetten, 06.08.2021

Den Bremsen eine Stimme geben

Innovative Monitoring-Lösungen liefern Daten aus dem Antriebsstrang
Den Bremsen eine Stimme geben

Effiziente und vorausschauende Wartungsabläufe, intelligente Maschinen und Systeme – das sind Ziele in der Industrie heute. mayr® Antriebstechnik bietet dafür nicht nur zuverlässige Sicherheitsbremsen, sondern auch Lösungskonzepte für ihre vorausschauende Wartung. Im Fokus steht dabei das Modul ROBA®-brake-checker, das die Bremsen sensorlos überwachen und versorgen kann. In einer erweiterten Ausführung liefert es darüber hinaus auch Daten – die wichtigste Grundlage für Industrie 4.0 und smarte Produktionsumgebungen.

Der Maschinenführer schlägt Alarm: Irgendetwas ist mit dem Bearbeitungszentrum nicht in Ordnung. Die Präzision lässt nach, offenbar wird das Werkstück oder das Werkzeug nicht mehr exakt in Position gehalten. Der Produktionsleiter geht die Möglichkeiten durch, verschiedene Komponenten kommen als Ursache für das Problem in Frage, allerdings liefert keine einzige davon Informationen über ihren Zustand. Eine Unmenge an Dingen muss jetzt geprüft und verglichen werden. Viel Aufwand, für den eigentlich niemand Zeit hat. Umso ärgerlicher ist die Situation, weil die turnusmäßige Wartung ohnehin in Kürze stattfinden soll. Ein außerplanmäßiger Serviceeinsatz ist teuer und bringt den Produktionsablauf durcheinander. Solche Situationen kommen immer wieder vor und sind nicht nur ärgerlich, sondern auch eine wirtschaftliche Belastung. Wären permanent aussagekräftige Daten aus der Maschine verfügbar, könnten Wartungsvorgänge vorausschauend geplant und in den Produktionsablauf eingetaktet werden. Das Ziel sind daher smarte Maschinen und Anlagen, die ihren Zustand selbst überwachen und über vernetzte Systeme mitteilen.

Intelligenz beginnt bei den Komponenten

Eine intelligente Maschine beginnt mit intelligenten Komponenten. Nur wenn Komponenten sprechen und ihre Daten im richtigen Format bereitstellen, kann die Steuerung die Daten auch abgleichen, auswerten und weiterverarbeiten. Zum Vergleich: Ein 60 Jahre altes Auto lernt nicht allein durch eine neue Steuerung das autonome Fahren. Dafür benötigt es Komponenten, die die grundlegenden Voraussetzungen liefern. „Unsere Sicherheitsbremsen sind mechanische Bauteile und zunächst einmal stumm“, erklärt Andreas Merz, Produktmanager bei mayr® Antriebstechnik in Mauerstetten. „Daher haben wir mit dem Modul ROBA®-brake-checker ein smartes elektrisches Bauteil entwickelt, das unsere Bremsen ohne zusätzliche Sensoren kommunikationsfähig macht.“ Generell sind Bremsen prädestinierte Komponenten, um Daten zu sammeln. Denn Notabschaltungen oder unerwartet hohe Lastmomente beeinflussen direkt die geforderte Reibleistung der Bremsen und die Bremszeiten. Die Verläufe von Schaltzeit und Temperatur können folglich hilfreich sein für eine Analyse. Gleiches gilt für Stromverläufe.

Die Bremse lernt sprechen

„Das Monitoring unserer Sicherheitsbremsen erfolgt also sensorlos mit dem nachrüstbaren Modul ROBA®-brake-checker, das in die Spannungsversorgung der Bremse geklemmt wird“, erläutert Andreas Merz. Das Modul erkennt durch eine erweiterte Analyse von Strom und Spannung die Bewegung der Ankerscheibe und weiß, in welchem Zustand sich die Bremse befindet. Der ROBA®-brake-checker leistet neben der Überwachung von Schaltzustand und kritischer Spulentemperatur auch eine präventive Funktionsüberwachung auf Verschleiß, Funktionsreserve und Fehler.

In einer erweiterten Ausführung ist das Modul mit einer zusätzlichen Platine mit kundenspezifischer Schnittstelle (z. B. optisch, W-Lan, EatherNet/IP, OPC UA, etc.) ausgestattet. Über diese Schnittstelle kann es Daten zu Schaltzeit, Strom, Spannung, Widerstand, Leistung und relativem Anzugsstrom liefern. Damit sind auch Verläufe auswertbar, Auffälligkeiten im Bearbeitungsprozess lassen sich schnell erkennen und somit Schlüsse aus komplexen Zusammenhängen ziehen. Sicherheit und Zuverlässigkeit werden sozusagen sichtbar. Wartung wird planbar und durch die permanente Inspektion kosteneffektiv. Der Anlagenbetreiber bzw. -hersteller kann die Wartung gezielt und abgestimmt auf seinen Arbeitsprozess vornehmen. Darüber hinaus ist auch die Integration in Fernwartungssysteme möglich.

Intelligente Sicherheit für den Antrieb

„Maschinen profitieren von der permanenten Inspektion der Sicherheitsbremsen durch das Modul ROBA®-brake-checker, – gerade auch, wenn Informationen aus verschiedenen Achsen zusammenfließen,“ betont Andreas Merz. „Wird zum Beispiel die Grenztemperatur erreicht, ist dies ein Hinweis auf eine Schädigung der Bremse, auf Bremsenausfall oder gar eine falsche Auslegung. Der ROBA®-brake-checker zeigt zudem, wenn kritische Verschleißwerte erreicht werden. Dadurch ist eine vorbeugende Wartung möglich. Dies sorgt wiederum für eine höhere Anlagenverfügbarkeit.“ Sichtbar sind zudem Temperaturverlauf und Veränderungen der Parameter über die Lebensdauer. Mit bisherigen Lösungen wie beispielsweise der berührungslosen Lüftüberwachung sehen Anwender nur den Ausfall bzw. das Zerstörungsbild, wissen aber nicht, wie der Fehler zustande gekommen ist. Mit dem ROBA®-brake-checker dagegen, werden Verläufe sichtbar und Fehleranalysen sind nutzbar bzw. auch übertragbar auf andere Anlagen eines Anwenders. All diese Daten aus Störung und Normalbetrieb liefern damit wertvollen Input für zukünftige Verbesserungen und Optimierungen, zum Beispiel für mehr Anlagensicherheit oder eine erweiterte Leistungsgrenze.  

Plug-and-play-Lösung

 „Wir bieten mit dem ROBA®-brake-checker im Standard eine intelligente Lösung für die sensorlose Überwachung elektromagnetischer Bremsen an“, ergänzt Andreas Merz. „Anwender können das Modul einfach und schnell in Maschinen und Anlagen integrieren, ohne dabei in die Komponenten ‚Umrichter‘ oder ‚Steuerung‘ eingreifen zu müssen. Auch in bestehenden Anlagen lassen sich unsere Bremsen problemlos nachrüsten, es ist lediglich eine geringe Änderung an der Verkabelung erforderlich.“ Anwender gehen damit kein Risiko ein, weil sie Grenzwerte und Daten nicht selbst validieren müssen. mayr® Antriebstechnik liefert den ROBA®-brake-checker einbaufertig und testet alle Werte vorher ab. Für den Anwender bedeutet das sozusagen eine „Plug-and-play-Lösung“.

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