Condition Monitoring op Bewerkingsmachines

Het efficiënte en nauwkeurige functioneren van gereedschapsmachines is van doorslaggevend belang voor de moderne maakindustrie. Condition Monitoring, oftewel het preventief bewaken van machinetoestanden, voorkomt storingen nog voordat ze optreden. Het vroegtijdig herkennen van mogelijke problemen maakt behoeftegestuurd, efficiënt onderhoud mogelijk en vormt de basis voor Predictive Maintenance – het voorspellend onderhoud van machines. Ongeplande stilstand of schade kan met deze aanpak net zo goed worden voorkomen als onnodige ritten van servicepersoneel. Voorwaarde hiervoor zijn exacte en precieze sensordata, een betrouwbare communicatietechnologie en een veilige cloudomgeving.

Daarbij winnen systemen voor het bewaken van machinetoestand, zoals Condition Monitoring (CM), steeds meer aan belang. Dit systeem maakt het mogelijk om de toestand van machinecomponenten continu te monitoren en vroegtijdig te wijzen op slijtage of storingen. Een centrale rol speelt hierbij vibratiemonitoring, dat geldt als een van de effectiefste methoden voor conditiebewaking.

Waarom is condition monitoring op gereedschapsmachines zinvol en belangrijk?

Gereedschapsmachines zijn de “harten” van de maakindustrie. Ze vormen de basis voor de productie van een groot aantal onderdelen in uiteenlopende sectoren, bijvoorbeeld in klassieke disciplines zoals machine- en voertuigbouw. Maar ook in energietechniek, kritieke infrastructuur of de consumptiegoederenindustrie zijn de eisen aan gereedschaps- en verspaningsmachines hoog. Hun hoge precisie en prestaties zijn daarom bepalend voor de kwaliteit en efficiëntie van de productie.

Condition monitoring maakt het mogelijk om de toestand van machines en hun componenten in realtime te bewaken. Het doel is problemen te herkennen voordat ze leiden tot uitval, processtoringen of kostbare reparaties. Een goed functionerend condition monitoring-systeem minimaliseert niet alleen onverwachte uitval, maar draagt ook bij aan een langere levensduur van installaties en lagere productiekosten.

Door relevante data continu direct aan de machine te registreren, kunnen beheerders slijtageverschijnselen, storingen of onregelmatigheden vroegtijdig vaststellen. Zo kan preventief onderhoud worden uitgevoerd voordat dure reparaties nodig zijn. Daarnaast kan condition monitoring helpen de werking van een machine te optimaliseren, bijvoorbeeld door overmatig belaste componenten te identificeren en tegelijk het energieverbruik te monitoren.

Een ander aspect dat pleit voor condition monitoring is de toenemende complexiteit van installaties. Moderne gereedschapsmachines bestaan uit veel componenten die met elkaar interageren en elkaar kunnen beïnvloeden. Het bewaken van elk deel van de machine, vooral de kritischere componenten, met sensoren en intelligente systemen biedt de mogelijkheid om problemen direct te herkennen en te verhelpen voordat ze impact hebben op de totale productie.

De rol van vibratiemonitoring bij gereedschapsmachines

Vibratiemonitoring is een kernonderdeel van condition monitoring. Het is bijzonder effectief omdat trillingen een directe indicatie geven van de conditie van veel machinecomponenten. Veel mechanische problemen zoals onbalans, defecte lagers, aandrijvingsproblemen of verkeerde uitlijning leiden tot karakteristieke trillingspatronen. Door trillingen op verschillende punten van de machine te meten, kunnen onregelmatigheden en potentiële schade vroegtijdig worden gedetecteerd. Trillingssensoren kunnen op verschillende plaatsen worden geïnstalleerd, bijvoorbeeld op lagers, aandrijfassen of spindels. Elk van deze componenten heeft een karakteristiek trillingspatroon dat iets zegt over de toestand. Een plotselinge toename van de trillingsamplitude kan wijzen op een defect of slijtage en is vaak een eerste indicator voor een op handen zijnde storing.

Trillingsanalyse is een van de eenvoudigste en meest kostenefficiënte methoden om de conditie van een gereedschapsmachine te bewaken. Het geeft directe feedback over de werking van de machine. Moderne trillingssensoren kunnen zeer nauwkeurige meetwaarden leveren en zowel de frequentie als de amplitude van trillingen meten. Op basis van deze data kunnen foutbronnen betrouwbaar worden gediagnosticeerd en geclassificeerd.

En dat ook remote, ongeacht waar de machine zich bevindt. Een routinematige controle op locatie is niet nodig; de informatie is altijd en overal beschikbaar voor geautoriseerden. Vooral bij grote of decentrale installaties bespaart dit aanzienlijke personele en financiële middelen en verkleint het de CO2-footprint door onnodige ritten te vermijden. Machinebeheerders houden de conditie van hun assets altijd in het oog; servicebedrijven en machinefabrikanten kunnen op basis van de data hun dienstenportfolio uitbreiden.

In principe is condition monitoring geschikt voor alle machines. Maar hoe hoger de mechanische belasting, hoe belangrijker realtime inzichten worden. Het IIoT biedt daarvoor vandaag al alle mogelijkheden – en veel Industrie 4.0-toepassingen zouden zonder dit niet mogelijk zijn. Daarom is dit het juiste moment om in te stappen.

Intelligente conditie-analyses in de cloud

De basis vormen sensordata die aan de machine worden geregistreerd en naar de cloud worden verzonden. Daar worden de machinadata geanalyseerd en geëvalueerd. Elke afwijking van een vastgelegde streefwaarde is een mogelijke aanwijzing voor een storing. Complexere systemen gebruiken intelligente, AI-gebaseerde data-analyses en machine learning om vooruit te kijken: wanneer is het optimale moment voor het volgende onderhoud, wanneer bereikt een onderdeel het einde van zijn levensduur? Antwoorden op deze vragen leveren doorgaans trillingssensoren, temperatuursensoren en toerentalsensoren, maar andere typen en combinaties zijn ook mogelijk. De sensordata worden via een gateway naar een veilige cloudomgeving verzonden en geanalyseerd om de conditie van de installatie te bewaken en mogelijke storingen te voorspellen. Zo is trillingsmonitoring een beproefde en betrouwbare methode voor roterende machinecomponenten. Door trillingspatronen te analyseren, kunnen mogelijke beschadigingen vroegtijdig worden herkend. Hoge trillingen kunnen het gevolg zijn van onbalans, lagerproblemen of verkeerde uitlijning. Deze kunnen de prestaties van installaties negatief beïnvloeden en in het slechtste geval tot uitval leiden.

Klein, geïntegreerd en autonoom: de juiste technologie

Om de potentie van condition monitoring volledig en overal, bij elke machine, te benutten heb je een oplossing nodig met onafhankelijke energievoorziening, een compact ontwerp en geïntegreerde connectiviteit. De IoT-sensor minion is zo’n flexibele, onderhoudsvrije en autonome oplossing. Hij heeft geen externe stroombron nodig, geen netwerkinfrastructuur, geen aparte cloudoplossing en bijna geen ruimte. Hij is eenvoudig en snel te installeren, zelfs onder ongunstige inbouwomstandigheden. Een cloudoplossing wordt direct mee aangeboden. Dankzij deze eigenschappen kun je je machines snel en kostenefficiënt met sensoren uitrusten om belangrijke bedrijfsdata te verzamelen, ook zonder uitgebreide vakkennis of IT-kennis.

Voordelen van condition monitoring en vibratiemonitoring bij gereedschapsmachines

De implementatie van condition monitoring levert – mits de juiste technologie wordt ingezet – met een overzichtelijke inspanning grote effecten voor je bedrijf op.

Kleine sensoren, groot effect: voordelen in één oogopslag

Tot de belangrijkste voordelen behoren:

• Soepel bedrijf en minder stilstand
• Hogere machinebenutting en productiviteit
• Bescherming van waardevolle assets, langere levensduur van machines
• Effectief onderhoudsmanagement
• Waardevolle inzichten voor complexere analyses

Specifieke uitdagingen bij conditiebewaking en trillingsbewaking op gereedschapsmachines

Ondanks de vele voordelen zijn er in de praktijk ook verschillende uitdagingen bij het implementeren van condition monitoring en vibratiemonitoring.

Complexiteit en diversiteit van machines

Gereedschapsmachines zijn qua ontwerp en functionaliteit zeer complex. Elke machine is uniek en heeft specifieke eisen voor conditiebewaking. Het is daarom niet altijd eenvoudig om het juiste monitoringsysteem voor elke machine te kiezen. Ook het installeren van sensoren en het integreren ervan in het bestaande machinebesturingssysteem kan een uitdaging zijn. Om betekenisvolle resultaten te behalen, moeten sensoren op de juiste plaatsen op de machine worden geïnstalleerd, wat vooral bij complexe machines of machines met meerdere bewegende delen problematisch kan zijn. De IoT-sensor minion is je kleine helper voor alle inbouwposities en past op elke machine. Door zijn ruimtebesparende ontwerp kan hij ook bij krappe inbouwsituaties probleemloos worden ingezet. De montage wordt met passende adapters zo comfortabel mogelijk gemaakt en vervelend bekabelen is helemaal niet nodig.

Datavolume en analyse

Een ander probleem is de enorme hoeveelheid data die ontstaat bij het continu bewaken van een machine. De data die via trillingsmeting worden verzameld, moeten efficiënt worden opgeslagen en verwerkt om ze realtime te kunnen analyseren. Dit vereist krachtige IT-infrastructuren en geavanceerde analysetools om uit ruwe data onderbouwde beslissingen af te leiden. Machine-learningalgoritmen en kunstmatige intelligentie bieden hier nieuwe benaderingen, maar stellen ook nieuwe eisen aan technologie en gebruikerskennis. Of je gebruikt onze minion en bereikt met minimale inspanning maximaal effect: de minion is na installatie direct klaar voor gebruik en brengt de gemeten data rechtstreeks naar autosen.cloud of via een MQTT-broker naar de cloudomgeving van jouw keuze. Helemaal zonder ingreep in de IT-infrastructuur, extra analysetools en programmeerkennis.

Implementatiekosten

De installatie van een condition monitoring-systeem op basis van vibratiemonitoring vraagt om initiële investeringen. Die omvatten de kosten voor sensoren, hardware voor dataverzameling en -verwerking en software voor analyse en evaluatie van de data. Daarbovenop komt vaak een niet te onderschatten personele inspanning voor het inrichten van soft- en hardware. Met name voor kleinere bedrijven met een beperkt budget kunnen deze investeringen een drempel vormen. De langetermijnbesparingen door lagere onderhoudskosten en hogere machinebeschikbaarheid maken deze investering echter vaak economisch zinvol.

Conclusie: een kwestie van concurrentiekracht

In elk productiebedrijf hangen productiviteit, efficiëntie en rendabiliteit in hoge mate af van de betrouwbaarheid van de ingezette machines en een geoptimaliseerde technische service. De inzet van condition monitoring levert concurrentievoordelen op wat betreft bedrijfs-, lifecycle- en onderhoudskosten, leverbetrouwbaarheid en performance. Het bewaken van gereedschapsmachines is daarom een grote uitdaging — maar ook een nog grotere kans. Afhankelijk van de toepassing gaan de mogelijkheden veel verder dan alleen monitoring: van het plannen van onderhoudswerkzaamheden en het detecteren van slijtage tot het vastleggen en documenteren van belangrijke operationele KPI’s zoals Overall Equipment Effectiveness (OEE).

Condition monitoring en met name vibratiemonitoring zijn onmisbare instrumenten in de moderne productietechniek. Ze maken vroege foutdetectie, preventieve onderhoudsmaatregelen en langetermijnoptimalisatie van machine-uptime mogelijk. De voordelen zijn duidelijk: hogere machinebeschikbaarheid, lagere onderhoudskosten en betere productkwaliteit.

De uitdagingen die met implementatie en gebruik samenhangen, zoals de complexiteit van machines en de analyse van grote hoeveelheden data, vereisen zorgvuldige planning en het gebruik van geschikte technologieën. Toch wegen de voordelen zwaarder, zeker in een industrie die steeds meer afhankelijk is van automatisering en efficiëntie.