Steuerungsbasierte Maschinendiagnose
Final Report Abstract
Die Forschergruppe „Gezielte vorbeugende Wartung durch automatisierte Zustandsbeobachtung“ verfolgte das Ziel, die Wartung an Maschinen basierend auf Zustandsbeobachtung („Condition Monitoring“) gezielt und damit kosten- und zeiteffizient zu ermöglichen. Im Rahmen des Teilprojektes 4 „Steuerungsbasierte Maschinendiagnose“ wurde in der ersten Förderperiode in Zusammenarbeit mit den anderen Teilprojekten eine Informationsinfrastruktur entwickelt, mit welcher steuerungsinterne Signale der Maschine aufgezeichnet, systematisch abgespeichert und zum Zwecke der Maschinendiagnose aufbereitet werden können. In der zweiten Förderperiode wurde aufbauend auf der ersten Förderperiode die steuerungsbasierte Maschinendiagnose weiter entwickelt. Der entwickelte Ansatz ermöglicht, ein Maschinenmodell in die NC-Steuerung zu integrieren. Dieses kann dazu genutzt werden, um durch den Vergleich mit der realen Maschine Rückschlüsse auf den Maschinenzustand treffen zu können. Dieser Ansatz unterscheidet sich von bisherigen modellgestützten Diagnoseverfahren darin, dass weitgehend allgemeingültige parametrische Komponentenmodelle eines Kugelgewindetriebs zusammengesetzt zu einem Maschinenmodell entwickelt wurden und auf Basis von steuerungsinternen Signalen (bspw. Motorstrom) automatisiert identifiziert werden können. Da die Identifikation im Zeitbereich stattfindet, können hierbei nichtlineare Modelle betrachtet werden. Die identifizierten Parameter des Modells repräsentieren dabei die physikalischen Zustände der Maschine, welche durch die nichtlineare Betrachtung eine hohe Aussagekraft bieten. Diese können wiederum als Symptome für eine Grobdiagnose herangezogen werden, mit welcher die schadhafte Baugruppe der Gesamtmaschine festgestellt werden kann. Eine Feindiagnose zur Detektion von fehlerhaften Komponenten in der Baugruppe wurde in Teilprojekt 2 erforscht. Zur Langzeitüberwachung wurde das in der ersten Förderperiode entwickelte Informationsmodell erweitert, um Fehler-, Maschinenzustand- und Verschleißhistorie zu speichern. Für das Vorhaben waren Zuarbeiten in den Bereichen systematische Analyse von Schadensphänomenen und Ausfallursachen, statistische Lebensdauerberechnung für die Vorhersage von Restlebensdauern und messtechnische Untersuchungen an schadhaften Maschinenkomponenten notwendig. Daher war Teilprojekt 4 in die Forschergruppe mit vier Teilprojekten eingegliedert, so dass ein interdisziplinärer Ansatz für die vorausschauende Wartung von Fertigungseinrichtungen realisiert werden konnte.
Publications
- Infrastruktur für steuerungsbasierte Diagnose: Entwicklung der informationstechnischen Voraussetzungen für steuerungsbasierte Maschinendiagnose. Wt Werkstatttechnik online, Jahrgang 97 (2007) H. 5
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- Sensorlose vorausschauende Wartung von Vorschubantrieben an Werkzeugmaschinen - Gezielte vorbeugende Wartung durch automatisierte Zustandsbeobachtung. VDI-Berichte Nr. 1982, 2007, S. 235-249
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- Mediengerechte Informationsbereitstellung: Modellierung von Informationen unter Berücksichtigung unterschiedlicher Publikationsmedien. Wt Werkstatttechnik online, Jahrgang 98 (2008) H. 5
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- Situationsorientierte Bereitstellung von Handlungsanweisungen: Informationsmodell zur Abbildung des Handlungsablaufs an der Maschine. Industrie Management 24 (2008) H. 4
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- Situative Bereitstellung von Handlungsanweisungen: Informationsmodell für die Abbildung des Handlungsablaufs an Maschinen. Wt Werkstatttechnik online, Jahrgang 98 (2008) H. 5
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- The stemadi concept: situation-oriented and user-friendly provision of guidelines at the machine. Production Engineering Research and Development: Online First, Springer Verlag Berlin / Heidelberg, 2009
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(See online at https://doi.org/10.1007/s11740-009-0174-0) - Konzept zur steuerungsinternen vorbeugenden Maschinendiagnose. Automatisiertes modellgestütztes Verfahren und zugehörige Steuerungsarchitektur zur Überwachung, Analyse und Diagnose von Maschinen und Fertigungsanlagen. wt Wekstattstechnik online, Jahrgang 100 (2010) H.5
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- Störungsbeseitigung bei ähnlichen Maschinen. Berechnung des Verwandtschaftsgrades von Maschinen und Bewertung deren Relevanz. wt Wekstattstechnik online, Jahrgang 100 (2010) H.5
Oglodin, V.; Lechler, A.; Klemm, P.
- Selbstadaptierende NC-Steuerung für rekonfigurierbare Werkzeugmaschinen. Heimsheim : Jost-Jetter, 2011
Kircher, C.
(See online at https://doi.org/10.18419/opus-6773) - Methode zur automatisierten modellgestützten Maschinendiagnose. wt Wekstattstechnik online, Jahrgang 102 (2012) H.5
Salinas, L.; Klemm, P.
