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Mauerstetten, 14.01.2022

Wenn Bremsen sprechen lernen

Intelligente, vernetzte Bremsen liefern Daten für die vorausschauende Wartung
Wenn Bremsen sprechen lernen

Bremsen sind wichtige Bausteine im Antriebsstrang und damit prädestiniert für intelligente Monitoring-Konzepte. mayr® Antriebstechnik bietet nicht nur zuverlässige Sicherheitsbremsen, sondern auch Lösungen für ihre vorausschauende Wartung. Zentrales Element ist dabei das Modul ROBA®-brake-checker, das die Bremsen nicht nur sensorlos überwachen und versorgen kann, sondern darüber hinaus auch Daten liefert. Das ermöglicht eine effiziente und vorausschauende Wartung und schafft die Basis für die intelligente Maschine – gerade auch im Bereich der modernen Intralogistik.

Sicherheitsbremsen sind wichtige Komponenten im Antriebsstrang und sitzen damit sozusagen genau am Ort des Geschehens. Hinzu kommt, dass Bremsen prädestiniert sind, 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. Was wäre, wenn so eine ohnehin vorhandene Bremse nun „sprechen“ könnte und sich mit anderen Bauteilen vernetzt? „Genau das ist der Grundgedanke hinter unserem intelligenten Bremsenmonitoring“, erklärt Andreas Merz, Produktmanager bei mayr® Antriebstechnik in Mauerstetten. „Wir haben dafür mit dem Modul ROBA®-brake-checker ein smartes elektrisches Bauteil entwickelt, das unsere Bremsen ohne zusätzliche Sensoren kommunikationsfähig macht.“ Denn eine intelligente Maschine beginnt mit intelligenten, vernetzten Komponenten. Nur wenn Komponenten sprechen und ihre Daten im richtigen Format bereitstellen, kann die Steuerung die Daten auch abgleichen, auswerten und weiterverarbeiten.

Intelligentes Bremsenmonitoring

„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 ROBA®-brake-checker mit einer zusätzlichen Platine mit kundenspezifischer Schnittstelle (z. B. optisch, W-Lan, IO Link, Profibus, 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 Prozess lassen sich schnell erkennen und somit Schlüsse aus komplexen Zusammenhängen ziehen und auch die Integration in Fernwartungssysteme ist möglich. Alles in allem Vorteile – nicht nur für die vorausschauende Wartung, sondern auch beim Zusammenspiel von Robotern, Transport oder Lagerlogistik.

Intelligente Sicherheit für fahrerlose Transportsysteme

Smarte, vernetzte Komponenten werden gerade im Bereich der modernen Intralogistik immer wichtiger. Denn hier transportieren in zunehmendem Maße Fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) oder auch Automated Guided Vehicles (AGV) Kisten, Bauteile, Baugruppen oder gar mobile Roboter durch die Produktionshallen. Überall dort, wo standardisierte Transporte erfolgen, können Prozesse mit solchen mobilen Systemen automatisiert werden. Die Fahrerlosen Transportfahrzeuge werden automatisch gesteuert und jeweils mit einer eigenen Batterie betrieben. Damit sie auf ihrem Weg durch die Fabrikhallen immer zielgerichtet anhalten und keinen Schaden an Material oder gar Personen verursachen, müssen sie zum einen untereinander kommunizieren. Zum anderen sind zuverlässige und exakt arbeitende Sicherheitsbremsen unabdingbar – gerade auch deshalb, weil eben kein Fahrer an Bord ist.

Energieeffiziente Bremsen mit hoher Leistungsdichte

Die Bremsen die in FTF zum Einsatz kommen, müssen nicht nur kompakt, sondern gleichzeitig auch leistungsdicht und verschleißfest sein wie beispielsweise die ROBA®-servostop® Bremsen von mayr® Antriebstechnik. Diese Bremsen sind so ausgelegt, dass der Bauraum optimal ausgenutzt und möglichst viel Energie eingespart wird. Ein weitaus größeres Einsparpotenzial bietet sich aber im Betrieb durch die intelligente Ansteuerung der Bremsen z. B. mit einer neuen Ausführung des Moduls ROBA®-brake-checker (plus DC): Denn nur beim Einschalten wird die Bremse kurzzeitig mit einer hohen Spannung bestromt. In dieser Phase ist eine hohe Magnetkraft erforderlich, um die Ankerscheibe über den Luftspalt anzuziehen. Liegt die Ankerscheibe dann allerdings am Spulenträger an, reicht eine wesentlich kleinere Magnetkraft aus, um die Bremse offen zu halten. Deshalb kann in dieser Phase die Spannung deutlich abgesenkt werden. Senkt das Modul die Spannung nach dem Lüften der Bremse ab, sinkt die Spulenleistung und damit auch der Energieverbrauch auf nur mehr ein Viertel. „Die Batterie läuft damit länger und muss nicht so oft geladen werden“, fasst Andreas Merz zusammen. Zudem hält dies die Temperaturen im so häufig beschränkten Bauraum niedrig, was der Lebensdauer und der erforderlichen Isolationsklasse des gesamten Systems zu Gute kommt.

Bremsen stabil betreiben – auch wenn die Batteriespannung fällt

In der neuesten Ausführung liefert das Modul ROBA®-brake-checker für verschiedene Batteriespannungen eine geregelte Ausgangsspannung und kann auch die Übererregungsspannung konstant halten. „Dadurch wird nicht nur eine sehr gute Auslegung der Bremsen möglich“, erklärt Andreas Merz. „Sondern mit dem Modul ist es zudem auch möglich, die Bremsen stabil zu versorgen und damit in jedem Betriebszustand sicher zu betreiben, also auch trotz abfallender bzw. veränderlicher Batteriespannung: auch wenn sich die Batterie entlädt, die Bremse wird trotzdem immer sicher geöffnet.“

Mehr Zuverlässigkeit, weniger Ausfallzeiten

Dadurch dass das Modul ROBA®-brake-checker vom Schaltschrank aus, also in geschützter Umgebung, arbeitet, haben Staub und Schmutz im Bereich der bodennahen Antriebseinheiten der FTF keinen Einfluss auf die zuverlässige Funktion. Initiatoren und Mikroschalter dagegen könnten durch Verunreinigung ggf. Fehlsignale erzeugen und müssten von Zeit zu Zeit geprüft bzw. gereinigt werden. Das Wegfallen von Sensoren inklusive Verkabelung, gerade in ungeschützten Bereichen, erhöht also die Zuverlässigkeit und verhindert Ausfallzeiten durch anfällige Sensoren.

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