Sensorik für zustandsorientierte Wartung in der Karosseriefertigung
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Iveco hatte auf einer 100 Meter langen Produktionsstraße in der Karosseriefertigung dafür zu sorgen, dass diese nie stillsteht. Um das zu gewährleisten, hat der Hersteller von Lkws und Nutzfahrzeugen zusammen mit IFM Electronic ein umfassendes Diagnosesystem installiert. Ungeplante Produktionsausfälle werden so wirkungsvoll verhindert.
Im Iveco-Werk Suzarra bei Mantova in Norditalien rollen täglich 250 Transporter vom Typ „Daily“ vom Band. Im sogenannten „Bodyshop“ wird die Karosserie aus vorgestanzten Blechteilen mit Hilfe von Schweißrobotern zusammengesetzt. Jede Karosserie muss dazu die 100 m lange Produktionsstraße durchlaufen. Ein neuralgischer Punkt, denn ein Stillstand an dieser Stelle würde die gesamte Produktion stoppen.
Am Anfang des gemeinsamen Projektes stand die Analyse, welche mechanischen Teile besonders kritisch in Bezug auf Verschleiß und Ausfall sind. Die stärksten mechanischen Beanspruchungen entstehen an den Lagern der Fließbänder und Hebebühnen. Ein Schadensfall an dieser Stelle der Anlage hätte hier einen erheblichen Produktionsstopp zur Folge.
Zustandsorientierte Wartung
„Wir haben beschlossen, eine zustandsorientierte Wartung an der wichtigsten Linie im Karosseriewerk durchzuführen, da alle Varianten vom Transporter dort produziert werden“, erklärt Amodio Cioffi, Maintenance Engineering Robot Iveca SPA und weiter: „In dieser Produktionslinie werden zunächst die Seitenteile an die Bodengruppe geführt. Danach werden die Querstreben angebracht und anschließend das Dach aufgesetzt. Die Transporte zu den Schweißstationen erfolgen vollautomatisch. Anschließend gehen die verschiedenen Rohkarosserievarianten in die Weiterverarbeitung.“
Um eine maximale Verfügbarkeit der Anlage zu gewährleisten, muss ein sich anbahnender Verschleiß von Maschinenkomponenten frühzeitig erkannt werden. Fabio Piccinelli, WCM Plant Support Iveco SPA: „Für eine kontinuierliche Verbesserung sind wir immer auf der Suche nach neuen Technologien, um die Effizienz und Produktivität zu steigern. Was die Instandhaltung betrifft, sind wir von einer zyklusbasierten zu einer zustandsorientierten Wartung mit einer erheblichen Kosteneinsparung übergegangen.“
Schwingungsdiagnose überall
Konkret bedeutete das: An sämtlichen mechanischen Anlageteilen wurden Schwingungssensoren von IFM installiert. Die zylindrischen Sensoren vom Typ VSA werden dabei direkt mit dem Gehäuse des jeweiligen Lagers oder Getriebes verschraubt. Die separat installierten Auswerteeinheiten VSE analysieren permanent das Schwingungsverhalten. Sie erkennen sich anbahnende Schäden durch Unwucht und geben rechtzeitig Alarm.
Guiseppe Sotira, Body Shop Technical Engineering Iveco SPA erläutert: „Alle installierten Sensoren helfen dem Wartungspersonal, den Verschleißzustand jeder Komponente in Echtzeit zu erkennen und eventuell notwendige Wartungsmaßnahmen einzuleiten, bevor ein echter Schaden auftritt.“
Überwachung der Fluide
Eine zustandsorientierte Wartung geht aber weit über die Überwachung mechanischer Komponenten hinaus. Ein Beispiel ist die Überwachung der Kühlflüssigkeit in den Schweißzangen. Mögliche Fehlerquellen sind verstopfte Filter oder Leckagen. Hier überwachen IFM-Durchflusssensoren für kleine Durchflussmengen vom Typ SBY den Durchfluss und Drucksensoren vom Typ PN den Druck in den Leitungen.
Im zentralen Kühlkreislaufsystem überwacht der Durchflusssensor SM den Durchfluss. Das Druckluftsystem wird zuverlässig mit einem SD überwacht. Auch kleinste Leckagen werden sicher erkannt.
Sämtliche Sensoren übertragen ihr Messwerte digital per IO-Link. „IO-Link überträgt die Daten digital für eine zuverlässige Prozesssteuerung“, beschreibt Roberto Militello, Body Shop Maintenance Iveco SPA. „Das Messsignal wird im Sensor in digitale Daten umgewandelt und weitergeleitet. Darüber hinaus können wir die Schaltpunkte des Sensors für Voralarm und Alarm direkt vom Server aus programmieren, ohne an den Sensor vor Ort zu müssen. Wir können den Sensor im Server sehen und kalibrieren. Bei einem Austausch ist eine Programmierung nicht mehr erforderlich.“
Als Software kommt der „LR Agent“ zum Einsatz. Er sammelt die Daten der Sensoren und legt sie einer Microsoft SQL-Datenbank ab. Die Analyse und Darstellung dieser Daten übernimmt die Software „LR Smartobserver“, die Guiseppe Sotira erläutert: „Die Software überwacht und verwaltet die Messdaten aller Sensoren. Die Darstellungsmöglichkeiten der Parameter zeigen ein transparentes Abbild der kompletten Produktionsanlage. Jedes Ereignis ist exakt abzulesen. Meldungen wie Voralarme oder Alarme sendet das System per E-Mail.“ Damit wird die zustandsorientierte Wartung ermöglicht, die sich perfekt in das Konzept von Industrie 4.0 einbringt.
Drucksensor Neuheiten für die Digitalisierung in der Messtechnik
Installation im laufenden Betrieb
Der Automatisierer hat das System für Iveco im laufenden Betrieb installiert, ohne die Produktion anhalten zu müssen. Im Parallelbetrieb konnte man das neue System ausgiebig testen und es hat sich bewährt. Anbahnende Schäden werden nun frühzeitig erkannt und bei laufender Produktion behoben. Guiseppe Sotira bringt es auf den Punkt: „Dank dieser Zusammenarbeit mit IFM sind wir bestens für Industrie 4.0 gerüstet.“
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