Viele Hersteller verfügen über komplexe Produktionsprozesse, die hochmoderne Maschinen und Anlagen erfordern. Um Ausfallzeiten zu vermeiden und die Produktionsleistung zu maximieren, müssen Hersteller sicherstellen, dass ihre Anlagen und Maschinen mit maximaler Effizienz laufen. Andernfalls können defekte Maschinen nicht nur zu Qualitätsmängeln und längeren Ausfallzeiten führen, sondern auch eine potenzielle Gefahr für die Mitarbeiter in der Fertigung darstellen.
Infolgedessen haben Unternehmen verschiedene Sensoren und Techniken eingeführt, um die Maschinenleistung zu messen. Ein gängiges Beispiel ist der Einsatz von Schwingungs- und Frequenzsensoren, um Leistungsprobleme und defekte Geräte zu erkennen, bevor es zu einem Maschinenausfall kommt.
Die Überwachung von Maschinenschwingungen liefert Herstellern wichtige Informationen über die Leistungsfähigkeit einzelner Anlagen. Abweichungen von den erwarteten Parametern deuten in der Regel auf ein potenzielles Problem hin, das sich in Zukunft bemerkbar machen könnte, und veranlassen die Hersteller dazu, vorbeugende Instandhaltungsmaßnahmen zu ergreifen, um den Produktionsbetrieb aufrechtzuerhalten.
In diesem Leitfaden werden wir die Bedeutung der Überwachung der Maschinenleistung erörtern und einige Tools sowie Tipps zur Maschinenvibrationsanalyse und deren Anwendung in einer modernen Fabrikumgebung vorstellen.
Was ist eine Maschinenvibrationsanalyse?
Bei der Maschinenschwingungsanalyse werden die Schwingungsmuster von Anlagen untersucht, um deren physikalischen und funktionalen Zustand zu bestimmen und etwaige Anomalien zu erkennen, bevor sie sich zu größeren Problemen entwickeln.
Moderne Fabrikanlagen bestehen aus verschiedenen beweglichen Teilen, die sich an schwer zugänglichen Stellen befinden. Aufgrund dieser Unzugänglichkeit ist es schwierig, diese Maschinen ohne präzisere, fortschrittliche Werkzeuge zu überwachen.
Die Maschinenvibrationsüberwachung eignet sich ideal für die Fertigung, da sie Abweichungen vom normalen Betriebsablauf erkennt, indem sie Daten aufzeichnet, abgleicht und ausfallanfällige Maschinenteile identifiziert.
Und da verschiedene Materialien unter denselben Bedingungen unterschiedlich schwingen, können Schwingungsanalysatoren abweichende Schwingungsmuster leicht erkennen.
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Warum Hersteller Maschinenschwingungen messen
Die Analyse von Maschinenschwingungen ist für zahlreiche Fertigungsbetriebe eine lohnende Maßnahme. Hier sind die wichtigsten Gründe dafür:
Verbesserung der Anlagenleistung in der Fertigung: Maschinen und Anlagen bestehen aus verschiedenen Getrieben, Lagern, Rotoren und Motoren – kritischen Bauteilen, die unterschiedliche Schwingungsstärken erzeugen. Durch die Überwachung von Maschinenschwingungen lassen sich Komponenten identifizieren, die den ordnungsgemäßen Maschinenbetrieb beeinträchtigen könnten.
Auf diese Weise können Techniker verhindern, dass sich Probleme verschlimmern. Dadurch laufen die Maschinen reibungsloser und erfüllen ihre Aufgaben so effektiv und effizient, wie es vorgesehen ist.
Ungeplante Ausfallzeiten reduzieren: Ohne eine Schwingungsanalyse der Maschinen können Hersteller potenzielle Probleme übersehen, was zu Maschinenausfällen führen kann. Diese Ausfallzeiten bringen die Produktionslinie zum Stillstand, was erhebliche Einbußen bei Produktivität und Effizienz zur Folge hat.
Durch Überwachung und Analyse lassen sich jedoch Probleme proaktiv beheben und Wartungsarbeiten vorausschauend durchführen, wodurch ungeplante Ausfallzeiten reduziert werden.
Verbesserung der Produktqualität: Darüber hinaus wirken sich defekte Maschinen auf die Produktqualität aus und erhöhen das Risiko von fehlerhaften Bauteilen und Endprodukten. Durch die Überwachung der Maschinenleistung können Hersteller potenziellen Ausfällen vorbeugen.
Infolgedessen liefert die reibungslos funktionierende Produktionslinie Produkte, die den Spezifikationen, Normen und anderen Qualitätssicherungsparametern entsprechen.
Optimierung und Einhaltung von Produktionszeitplänen: Defekte Maschinen wirken sich negativ auf die Produktionsziele aus. Durch vorausschauende Wartung auf der Grundlage von Maschinenvibrationsanalysen können Maschinen jedoch wie vorgesehen betrieben werden, sodass Unternehmen ihre Produktionsziele erreichen können.
Bessere wirtschaftliche Ergebnisse: All diese Gründe führen letztendlich zu einer höheren Produktivität und besseren wirtschaftlichen Ergebnissen für das gesamte Unternehmen. Das Unternehmen spart Kosten durch weniger Reparaturen und einen reibungsloseren, termingerechten Produktionsablauf.
Darüber hinaus steigern eine bessere Produktqualität und kürzere Lieferzeiten die Kundenzufriedenheit, was sich positiv auf den Umsatz und den Ruf auswirkt.
Messgeräte für Maschinenschwingungen
Fertigungsunternehmen sollten die Überwachung und Analyse von Maschinenschwingungen sorgfältig durchführen, um die damit verbundenen Vorteile zu nutzen. Daher müssen Hersteller geeignete Messgeräte für Maschinenschwingungen einsetzen.
Diese Tools gibt es in verschiedenen Ausführungen und mit unterschiedlichen Funktionen. Je nach Bereitstellungsart lassen sie sich jedoch alle in zwei Kategorien einteilen.
Dazu gehören:
Tragbare Geräte: Diese Art von Geräten zur Maschinenvibrationsüberwachung ist in der Regel handgeführt, sodass das Bedienpersonal sie je nach Bedarf problemlos an verschiedenen Maschinen einsetzen kann. Diese Sensoren können mithilfe eines starken Magneten oder einer Kabelverbindung an den Anlagen befestigt werden.
Dadurch kann der Techniker mit einem einzigen Gerät Schwingungen an verschiedenen Stellen messen. Darüber hinaus gewährleistet die Mobilität die Anwesenheit eines Technikers, was den zusätzlichen Vorteil einer Sichtprüfung der Maschinen bietet.
Fest installierte Geräte: Bei einigen Maschinen im Werkstattausbau befinden sich relevante Messpunkte außerhalb der Reichweite der Techniker. Zudem kann der Versuch, diese Punkte zu erreichen, für die Techniker gefährlich sein.
Daher installieren Hersteller ortsfeste Sensoren, die für ihren Betrieb keine menschliche Anwesenheit erfordern. Auf diese Weise können Hersteller auch empfindlichere Maschinen ständig und lückenlos überwachen.
Solche Geräte nutzen zudem die Vorteile des Internets der Dinge (IoT) und setzen Cloud-Computing für die Echtzeit-Schwingungsanalyse ein, um im Falle eines möglichen Maschinenausfalls umgehend Maßnahmen ergreifen zu können.
Der Prozess der Maschinenvibrationsanalyse
So können Hersteller die Überwachung und Analyse von Maschinenschwingungen durchführen:
1. Erstellen maschinenspezifischer Referenzwerte: Überwachen und analysieren Sie die Schwingungen einer Maschine, die im Normalbetrieb innerhalb der gewünschten Parameter arbeitet. Dies liefert einen Referenzwert für den Vergleich mit den erfassten Schwingungsdaten desselben Maschinentyps.
2. Standardisierung der Überwachungs- und Analyseprozesse: Auf der Grundlage der Ausgangsbasis sollten die Überwachungs- und Analyseprozesse standardisiert werden, um sicherzustellen, dass die erhobenen Ergebnisse mit der Ausgangsbasis vergleichbar sind.
Daher sollten Hersteller umfassende Standardarbeitsanweisungen (SOPs) und Arbeitsanweisungen erstellen, die Techniker effizient ausführen und reproduzieren können.
3. Durchführung einer Schwingungsanalyse: Mitarbeiter können mit tragbaren Geräten manuell Schwingungsdaten von verschiedenen Maschinen oder an verschiedenen Stellen einer Anlage erfassen. Fest installierte Sensoren hingegen können dies, wie bereits erläutert, automatisch übernehmen.
Ältere Analysemechanismen stützten sich auf Rohdaten der Zeitwellenformen der Fabrikmaschinen. Moderne Software zur Schwingungsanalyse nutzt hingegen FFT-Wellen (Fast Fourier Transform), um den Zustand der Anlagen zu analysieren.
4. Dokumentation und Aufbewahrung von Aufzeichnungen: Im Rahmen der Qualitätssicherung und -kontrolle erfordert die Maschinenvibrationsanalyse eine detaillierte Dokumentation und Aufbewahrung von Aufzeichnungen für die nachträgliche Analyse des Anlagenzustands.
Fest installierte Sensoren und Geräte sind mit der Cloud verbunden und leiten Daten an die Analysesoftware weiter. Diese Software protokolliert alle regelmäßigen Analysen.
Wie Tulip bei der Schwingungsanalyse helfen Tulip
Mithilfe TulipEdge IO können Hersteller analoge Sensoren an Frontline Operations Tulipanschließen, um Daten zu erfassen und neue Erkenntnisse über die Maschinenleistung zu gewinnen.
Im folgenden Video geben wir einen detaillierten Überblick darüber, wie das in der Praxis aussehen würde:
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