Sensorbasierte Überwachung einer Rundstrickmaschine


Herausforderung

Die thoenes® Dichtungstechnik GmbH ist Experte für individuelle Lösungen und innovative Dichtungstechnik. Der Maschinenpark im Unternehmen verfügt u. a. über eine Rundstrickmaschine zur Produktion von Kunststoffgestricken. Wichtige Maschinendaten wie Laufzeit und Geschwindigkeit werden derzeit nicht digital erfasst, andere erfasste Daten können bislang zudem in Ermangelung an vorhandenen Schnittstellen nicht an übergeordnete Systeme zur Weiterverarbeitung gegeben werden.

Lösung

Gemeinsam mit dem Sächsischen Textilforschungsinstitut (STFI) soll die Rundstrickmaschine sensorbasiert nachgerüstet werden (Retrofit). Damit lassen sich nicht nur Ausfallzeiten reduzieren und Prozesse effizienter gestalten. Auch die Mitarbeiter würden künftig befähigt werden, steuernd in Prozesse wie Maschinenstillstände einzugreifen.

Umsetzung

Nach mehreren Workshops und Besuchen der Produktion werden die Kollegen vom STFI einen Hallsensor anbringen, der zur Messung der Drehzahl als Indikator für Laufzeit und Verarbeitungsgeschwindigkeit dient. Mittels Ultraschallsensor und einem Kamerasystem wird zudem die aufgewickelte Ausbringungsmenge auf der Spule erfasst. Die Daten sollen kontinuierlich und fehlerfrei erfasst werden, sodass das Unternehmen weitere Auswertungen in Bezug auf seine Produktivität vornehmen kann.


Dokumentation des Umsetzungsprojektes:

Erfahren Sie mehr: Wie kamen die Projektpartner und Unternehmer zusammen? Worin lag der Schwerpunkt bei den folgenden Gesprächen, Workshops, etc.? Und wo steht das Unternehmen thoenes® Dichtungstechnik GmbH heute?

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Das Unternehmen
Das Traditionsunternehmen thoenes® Dichtungstechnik GmbH verfügt als Experte für individuelle und innovative Lösungen über mehr als 140 Jahre Erfahrung auf den Gebieten der Dichtungstechnik, Filtrations- und Leichtbaulösungen. Knapp 50 Mitarbeiter realisieren u. a. Beschichtungen zur Schnittkantensicherung von Geflechten, die Konvertierung textiler Erzeugnisse (Umwinden, Zwirnen) oder Flechtstrukturen für Leichtbauanwendungen.

Herausforderung
Im Maschinenpark von thoenes produziert u. a. eine Rundstrickmaschine Kunststoffgestricke, die beispielsweise für den Fahrzeugbau zur Reduzierung von Druckluftgeräuschen eingesetzt werden. Bislang konnten wichtige Informationen wie Laufzeit, Geschwindigkeit und Verarbeitungsmenge der Maschine nicht digital erfasst werden. Derzeit erhebt die Maschine zwar Daten, diese können jedoch mangels Schnittstellen nicht an übergeordnete Systeme übergeben und weiterverarbeitet werden.

Lösung
Die Kollegen vom Sächsischen Textilforschungsinstitut (STFI) haben eine sensorbasierte Nachrüstung (Retrofit) der Rundstrickmaschine durchgeführt. Ziel ist die Reduktion von Ausfallzeiten und Prozesse effizienter zu gestalten. Damit werden auch die Mitarbeiter künftig befähigt, steuernd in Prozesse wie Maschinenstillstände einzugreifen. Werden die Daten kontinuierlich und fehlerfrei erfasst, kann das Unternehmen von weiteren Auswertungsmöglichkeiten in Bezug auf seine Produktivität profitieren.

Umsetzung
In mehreren Workshops wurde in Zusammenarbeit mit dem STFI ein Überblick über die Anforderungen der laufenden Produktion erarbeitet. Dabei wurde die Messung der Drehzahl und die Bestimmung des Spulendurchmessers als Indikator für Laufzeit, Verarbeitungsgeschwindigkeit und Produktionsmenge identifiziert. Prototypisch wurde durch thoenes eine Drehzahlmessung mit Hilfe eines an den Produktionsmaschinen verbauten Hallsensors realisiert. In Pilotversuchen am STFI wurden weitere Methoden zur Drehzahlmessung und zur Erfassung des Spulendurchmessers erprobt.

Wie geht es weiter?
Thoenes setzt die entstandene Retrofit-Lösung im Produktivbetrieb ein, um die benötigten Produktionsdaten zu erfassen. Node-RED kommt zur Datenerfassung und Ablage der Sensordaten in eine Datenbank zum Einsatz. Darüber hinaus nutzt thoenes das System, um mobil Störungsmeldungen zu erfassen. Als Ergänzung zu Node-RED wird für die Datenanalyse das Open Source System Grafana eingesetzt. Im Nachgang zum Projekt entsteht am STFI ein Retrofit-Demonstrator, der weitere Lösungsmöglichkeiten aufzeigt und an Unternehmen mit ähnlicher Problematik ausgeliehen werden kann.

Stichworte

  • Retrofitting
  • Sensorbasierte Nachrüstung
  • Datenerfassung und -analyse
  • Webbasierte Visualisierung

Ansprechpartner
Sächsisches Textilforschungsinstitut (STFI)
Andreas Böhm
Vernetzte Fertigung, Assistenzsysteme, Auto-ID-Technologien
E-Mail:

O-Ton
„Das Textil vernetzt-Team hat uns mit seiner unkonventionellen und KMU-orientierten Herangehensweise geholfen, Optimierungspotentiale im Bereich Maschinen- und Betriebsdatenerfassung zu erkennen und umzusetzen. Besonders das Nutzen von Open-Source-Lösungen ist ein wichtiger Erfolgsfaktor für uns.“

Peter Schneider
Leiter Forschung und Entwicklung bei der thoenes® Dichtungstechnik GmbH

Überwachung einer Rundstrickmaschine mittels Sensorik: Abschluss des Projektes mit der thoenes® Dichtungstechnik GmbH

Betriebsdaten sinnvoll nutzen und Ausfallzeiten reduzieren: Das waren nur einige der Ziele, die die Textil vernetzt-Kollegen vom Sächsischen Textilforschungsinstitut (STFI) beim Retrofitting einer Rundstrickmaschine bei der thoenes® Dichtungstechnik GmbH aus dem sächsischen Klipphausen erreicht haben.

Retrofitting einer Rundstrickmaschine bei der thoenes® Dichtungstechnik GmbH

Laufzeit, Geschwindigkeit und Verarbeitungsmenge von Maschinen erfassen, um die Produktivität zu steigern: Mit dieser Zielsetzung hat sich die thoenes® Dichtungstechnik GmbH an die Textil vernetzt-Kollegen vom Sächsischen Textilforschungsinstitut (STFI) in Chemnitz gewandt.

Digitalisierung gestalten – Mitarbeiter mitnehmen

Am 7. Dezember 2018 war die Firma thoenes® Dichtungstechnik GmbH aus Klipphausen zu Gast im STFI-Schaufenster „Vernetzte Produktion“ von Textil vernetzt. Das zehnköpfige Team um Geschäftsführer Thomas Zocher war buntgemischt - ideal um die Mitarbeiter aus verschiedenen Berufsgruppen gemeinsam ans Thema heranzuführen und in die Unternehmensstrategie einzubinden.


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