Smarte Getriebe im Maschinenbau
Enabling für digitalisierte Maschinen
Immer smarter statt immer schneller - die Digitalisierung im Maschinenbau führt bei Herstellern und Anwendern zu einem Paradigmenwechsel. Der Verpackungsmaschinenbauer Koch Pac-Systeme trägt mit seinen digitalen Serviceprodukten dieser Entwicklung Rechnung. Im Predictive Pack zur Überwachung von Verschleißteilen setzt das Unternehmen auf smarte Getriebe und den Service von Wittenstein.
Bild: Wittenstein SE

Wertschöpfungspotenziale für die Hersteller, Mehrwerte für die Betreiber – die Digitalisierung im Maschinenbau eröffnet allen Beteiligten völlig neue Möglichkeiten. „Die Herausforderung für uns als Verpackungsmaschinenhersteller ist es, smarte Produkte und Services kommunikations- und informationstechnisch in die digitale Infrastruktur unserer Maschinen und Anlagen zu integrieren“, sagt Jürgen Welker, Director Automation and Technology bei Koch Pac-Systeme in Pfalzgrafenweiler. „In den letzten zehn Jahren sind wir immer mal kleinere Digitalisierungsprojekte angegangen. Seit letztem Jahr nun sind wir mit insgesamt acht digitalen Serviceprodukten, unseren K 4.0 Smartpacks, am Markt und freuen uns über die große Nachfrage.“

Verkürzte Time-to-Market-Zeit

Vorrreiter des Portfolios ist aktuell der Predictive Pack. Dieses digitale Serviceprodukt hilft, Maschinenstillstände zu vermeiden und Optimierungspotenzial frühzeitig zu erkennen. Zusätzlich gewährleistet es nachhaltige Verpackungsprozesse sowie eine verbesserte Verpackungsqualität und liefert zudem einen Überblick über alle Produktionszahlen und den Gesamtenergieverbrauch einer Maschine. „Die Getriebe von Wittenstein Alpha mit integrierter Cynapse-Funktionalität sowie die hierfür entwickelten Smart Services sind die Basis für unseren Predictive Pack“, erklärt Simon Brehmer, Head of Technology and Digitalization bei Koch. Jürgen Welker ergänzt: „Es gibt nur ganz wenige Komponentenhersteller am Markt, von Antriebsherstellern ganz zu schweigen, die mit so viel Know-how in Sachen IIoT-Umsetzung unterwegs sind. Auf diese vorhandene Expertise greifen wir als Maschinenbauer zu. Dies spart uns eigenen Entwicklungsaufwand, verkürzt so die Time-to-Market und gibt uns zugleich die Gewähr, technologisch auf dem richtigen Weg zu sein. Denn wer kann Betriebs- und Zustandsinformationen, die ein Getriebe liefert, besser und zielführender auswerten als der Hersteller selbst, der seine Produkte bestens kennt?“

Intelligente Getriebe und Services

Die Getriebe mit integrierter Sensorik, Logik und IO-Link-Datenschnittstelle sind in der Lage, das Betriebsverhalten von Antriebsachsen zu erkennen. Gleichzeitig bilden sie die Grundlage für die Entwicklung von Smart Services, die mit Daten rund um den Antriebsstrang Informationen für bessere Prozesse erhalten. Als integraler Bestandteil des digitalen Serviceproduktes von Koch ermöglichen es die Getriebe in den Maschinen des Verpackungsspezialisten eine vorausschauende Wartung von Getrieben umzusetzen. Ergänzend dazu werden im Predictive Pack auch andere Komponenten wie Vakuumsystemen, Sensoren, Motoren und pneumatische Bauteile überwacht, visualisiert sowie lokal in der Maschine und auch in Cloud-Applikationen genutzt. Die Maschinengröße selbst spielt dabei keine Rolle: „Ob kleinere Verpackungsmaschinen für Konsumprodukte mit einem Industrie-PC, ein paar Servoachsen und etwa 20 digitalen I/Os oder Großanlagen für komplexe Verpackungslinien mit 120 Servoantrieben, mehreren Tausend digitalen I/Os, Robotern und umfangreicher Software“, sagt Simon Brehmer. „Die Betreiber wollen, dass die Maschinen laufen, und dies erreichen wir durch ein kontinuierliches Performance-Monitoring aller relevanten Maschinenteile. Unser Predictive Pack analysiert beispielsweise den Stromverbrauch eines Antriebsstranges, sich ändernde Drehzahlen oder auch auftretende Vibrationen und Geräusche. Diese Informationen werden auf ‚in Ordnung‘ oder ’nicht in Ordnung‘ beurteilt. Zusammen mit den Betriebs- und Zustandsdaten von Komponenten an anderen Maschinenpunkten, z.B. Durchflusssensoren von Vakuumerzeugern, werden sie zentral im Gehirn der Maschine, einem eigenen IPC mit Bedien-Panel und Anbindung an das Cloud-System Azure mit dem Dienst IoT Hub, aggregiert, verarbeitet und angezeigt – bis hin zu konkreten Handlungsanweisungen für das Bedienpersonal.“

Plug&Play-Integration

Produkte und Services für die Digitalisierung von Maschinen bringen es mit sich, dass sie in der Regel in bereits vorhandene Mechanik-, Kinematik und IT-Strukturen zu integrieren sind. Bei Getrieben mit Cynapse-Funktionalität geschieht dies ohne mechanisch-konstruktive Änderung, denn das Sensorik-, Logik- und IO-Link-Modul ist vollständig in das jeweilige Getriebe integriert. Zudem ist das Modul für alle Getriebe des Herstellers einheitlich – und damit auch maschinenweit immer einheitlich integrierbar. Dies gilt auch für die IT-Anbindung über das Kommunikationssystem IO-Link. Selbst das Retrofit bestehender Maschinen wird dadurch Weise möglich.

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