Welches Problem hatte der Kunde?
Der Kunde hatte mit einem wiederkehrenden Problem im Betrieb seiner Roboteranlagen zu kämpfen: Das am Roboter geführte Schlauchpaket – bestehend aus Kabeln und Leitungen – war mechanischen Belastungen ausgesetzt, da es während der Bewegungen des Roboters häufig unkontrolliert mitgeführt wurde. Dadurch kam es immer wieder zu Situationen, in denen das Kabel im Arbeitsbereich hing, sich verhakte oder durch ständige Biege- und Zugbeanspruchung beschädigt wurde. Dies führte nicht nur zu einem erhöhten Verschleiß und Kabelausfällen, sondern auch zu ungeplanten Stillständen und zusätzlichem Wartungsaufwand. Um die Funktionalität des Schlauchpakets zu gewährleisten, soll eine kontinuierliche Zustandsüberwachung erfolgen, um potenziellen Verschleiß frühzeitig zu erkennen und so Ausfallzeiten zu minimieren.
Wie sieht die Lösung aus?
In die Anlage wurde eine Schlauchpaketrückzugseinheit integriert, die mit einem Infrarotsensor mit einem analogen Ausgang oder einem Ultraschallsensor mit einem "Time to Flight" Ausgang ausgestattet ist. Diese Sensoren dienen dazu, die zurückgelegten Wege zu messen. Die erfassten Sensordaten werden in Echtzeit verarbeitet und analysiert. Diese Aufgabe übernimmt ein Raspberry Pi Compute Modul 4 (CM4), das auf einem speziell dafür entwickelten Carrierboard von esd electronics montiert ist. Dieses Setup liest die Daten der Sensoren aus, verarbeitet sie vor und berechnet mit einem Algorithmus den Verschleiß. Anschließend werden die gesammelten und verarbeiteten Informationen an einen Cloud-Service übertragen. Die Cloud-Anbindung ermöglicht eine zentrale Datenspeicherung, weiterführende Auswertungen, Visualisierungen sowie die Integration in ein übergeordnetes Wartungs- oder Überwachungssystem.
Welchen Nutzen bringt diese Lösung dem Kunden?
Durch den Einsatz des Überwachungssystems auf Basis des Raspberry Pi CM4 profitiert der Kunde von einer signifikanten Steigerung der Anlagenverfügbarkeit sowie einer Reduktion ungeplanter Stillstandzeiten. Eine zentrale Rolle übernimmt dabei das von esd electronics entwickelte, maßgeschneiderte Carrierboard, das sowohl die Anbindung als auch die Auswertung der Sensoren ermöglicht und als zentrale Schnittstelle für die Zustandsüberwachung des Schlauchpakets fungiert.
Die kontinuierliche Erfassung und Analyse von Zustandsdaten ermöglicht eine frühzeitige Identifikation von Verschleiß oder Anomalien im Schlauchpaket, bevor es zu einem Ausfall kommt. Die IoT-Anbindung erlaubt eine nahtlose Weiterleitung dieser Daten an eine Cloud-basierte Infrastruktur, die dem Kunden eine zentrale und ortsunabhängige Zugriffsmöglichkeit auf alle relevanten Betriebs- und Diagnosedaten bietet. Dies erleichtert nicht nur die Wartungsplanung, sondern bildet auch die Grundlage für eine vorausschauende Instandhaltung (Predictive Maintenance), wodurch Wartungskosten gesenkt und Ressourcen gezielter eingesetzt werden können.
