Zustandsdiagnose

Daten vom Bagger

Nachhaltige Qualitätssicherung durch Sensoren auch in der Betriebsphase
Diagnose aus dem Koffer: GADV hat eine mobile Variante entwickelt, die es Liebherr ermöglicht, das Diagnosesystem über den gesamten Lebenszyklus des Hydraulikgeräts zu nutzen.
Bagger sind ein wichtiger Bestandteil in der Produktpalette des international agierenden Baumaschinenproduzenten Liebherr. Bei einer Lebensdauer von durchschnittlich 30 Jahren ist die Qualität und Langlebigkeit für Kunden entscheidend. So ist es wichtig, die Qualität kontinuierlich zu sichern und zu verbessern. Clou des dazu eingesetzten Diagnosesystems ist eine mobile Variante.

In der Produktion bei Liebherr werden bereits umfangreiche Qualitätsprüfungen vorgenommen. Optimalerweise sollen diese über die gesamte Lebensdauer des Baggers weitergeführt werden, damit die Änderungen der einzelnen Parameter dokumentiert und ausgewertet werden können. Peter Kunz, der bei Liebherr in Kirchdorf an der Iller im Qualitätsmanagement für die Technische Prüfplanung zuständig ist, wurde deshalb von der Produktionsleitung mit einem klaren Anforderungsprofil konfrontiert. Gesucht wurde ein Partner, der eine Lösung bieten kann, die den Prüfprozess für die Fertigungslinie der Hydraulikbagger weitestgehend automatisiert und das Datenmaterial so aufbereitet, dass es langfristig vergleichbar ist. „Wir haben den Markt der möglichen Anbieter genau eruiert und sind dabei auf GADV gestoßen. Das Unternehmen kann die Daten entsprechend auswerten, die über analoge und digitale Kanäle sowie den CAN-Bus anfallen,“ erläutert Kunz. „Wir haben uns auch deshalb für diese Lösungen entschieden, weil das System die Ergebnisse übersichtlich grafisch darstellt, sodass zum Beispiel Abweichungen umfassend und eindeutig zu erkennen sind. Daneben ist die Lösung sowohl in der Produktion als auch für den Kundendienst nutzbar.“

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Nachdem GADV beauftragt wurde, für Liebherr ein Diagnosesystem für die Hydraulikbagger zu entwickeln, wurde die Auswertung der Daten sowie die Prüfpläne – also was, wie, wann und wo geprüft werden soll – mit Liebherr abgestimmt und spezifisch für die Produkte von Liebherr entwickelt. Die Lösung basiert auf bewährten Funktionsbausteinen des Entwicklers und den Basistechnologien von National Instruments „LabView“ und „CompactDAQ“. Für die Messung mit dem individuell entwickelten Diagnosesystem LMS (Liebherr-Mess-System) werden an den Stationen der einzelnen Montagelinien an definierten Stellen des Baggers Sensoren angebracht. Die Sensoren ermöglichen es, die Messsignale im letzten Schritt zur Endjustage und -kontrolle einfach und schnell auszulesen und die ermittelten Parameterwerte in einer Datenbank zu speichern.

Die Vorteile liegen für Liebherr auf der Hand: Der bisherige Messaufbau erforderte Sensorinstallation, -verkabelung und den eigentlichen Prüfvorgang lokal an ein- und derselben Stelle; aus verschiedenen Gründen bot sich hierfür ausschließlich die letzte Montagestation an. Dieser zeitintensive Vorgang bestimmte den Takt in der gesamten Montagelinie und führte regelmäßig zu Stau-Situationen an den vorgelagerten Stationen. Mithilfe modularer Anschlusstechnik an das LMS-System kann jetzt der Sensorverbau frühzeitig begonnen und entkoppelt vom eigentlichen Montageprozess über mehrere Stationen verteilt vorgenommen werden. Aufgrund dieser Vorgehensweise wird der Bestückungsprozess entzerrt und die Rüstzeiten auf mehrere Produktionsstationen verteilt. An der letzten Station wird nur noch durch wenige Handgriffe die Verbindung zwischen Sensorik und Erfass-System hergestellt und die Messungen durchgeführt.

Fehler vor Auslieferung behoben

Im Zuge der Endkontrolle werden insbesondere hydraulische Größen wie Druck, Drehzahl und Volumenströme überprüft, nachjustiert und länderspezifisch abgeglichen. Eventuelle Abweichungen von Norm-Werten werden so bereits vor der Auslieferung erkannt und die Fehler behoben. Die Messung selbst ist ein weitgehend automatisierter Prozess. Sowohl Soll-Größen als auch Parameter werden automatisch und auftragsbezogen aus dem ERP-System (BaaN) übernommen, sodass fehleranfällige manuelle Eingaben vermieden werden. Regelmäßige Messungen an Baggern im Feld sollen künftig relevante Geräteparameter festhalten. Die erfassten Daten werden in den zentralen Datenbestand übernommen. Über die Jahre wächst so eine umfassende Datenbasis zu jedem Produkt, die Qualitäts- und Entwicklungsabteilungen fortlaufend wichtige Aufschlüsse über Bauteilveränderungen und Abweichungen von Parameterwerten liefert, die sich über den Bagger-Lebenszyklus ergeben. Darüber hinaus sind Vergleiche zwischen verschiedenen Baureihen möglich.

Identische Rahmenbedingungen, beispielsweise gleiche und normierte Messabläufe sowie Kontinuität und Kompatibilität bezüglich der Datenformate, stellen die Vergleichbarkeit der Messaufzeichnungen sicher. Diese fundamentale Voraussetzung wurde erst mit der GADV-Lösung und deren abteilungsübergreifenden Verwendung in Produktion und Werkskundendienst geschaffen. Inspektionen finden turnusmäßig auf Basis der geleisteten Betriebsstunden des Baggers statt und werden von ausgewählten Vertragspartnern durchgeführt, die mit der mobilen Variante der Lösung, dem „mobilen Diagnosesystem“, ausgestattet sind. Beim Kunden vor Ort werden die Sensoren der mobilen Variante des Diagnosesystems an die vorgesehenen Ablesepunkte angeschlossen und die Daten erfasst. Dies schafft eine verbesserte digitale Dokumentation zum Stand der Werte beim Serviceeinsatz und ermöglicht gegebenenfalls durch die Langzeiterfassung Rückschlüsse für Entwicklung und Produktion, was wiederum zu einer kontinuierlichen Qualitätssteigerung führt. Zudem sinken die Kosten des Servicetechnikers, da sich die Prüf- und Fehlersuchzeiten deutlich reduzieren lassen. Für das Management eröffnet sich durch die gesammelten Informationen die Möglichkeit, den Lebenszyklus einer Baumaschine besser zu steuern sowie Produktion und Kundendienst besser zu verzahnen. Ebenso können die Ergebnisse in die Entwicklung neuer Produkte einfließen und die Qualität der gesamten Produktpalette gesteigert werden. bw

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