{{{sourceTextContent.title}}}

Maschinen- und Anlagenbau: Entwicklung einer Trägerplatine für den Raspberry Pi CM4

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Ausfallzeiten vorbeugen, bevor sie auftreten: Eine IoT-basierte Überwachungslösung erfasst kontinuierlich den Verschleiß der Roboterschlauchpakete, erkennt Probleme frühzeitig und ermöglicht eine vorausschauende Wartung – wodurch die Systemverfügbarkeit gesteigert und gleichzeitig die Wartungskosten gesenkt werden.

{{{sourceTextContent.description}}}

Mit welchem Problem war der Kunde konfrontiert?
Der Kunde hatte mit einem wiederkehrenden Problem beim Betrieb seiner Robotersysteme zu kämpfen: Das am Roboter geführte Schlauchpaket – bestehend aus Kabeln und Leitungen – war mechanischen Belastungen ausgesetzt, da es während des Roboterbetriebs häufig in einer unkontrollierten Bewegung mitgeführt wurde. Dies führte häufig dazu, dass die Kabel in den Arbeitsbereich ragten, sich verhedderten oder durch ständige Biegung und Zugbelastung beschädigt wurden. Dies führte nicht nur zu erhöhtem Verschleiß und Kabelausfällen, sondern auch zu ungeplanten Ausfallzeiten und zusätzlichem Wartungsaufwand. Um die Funktionsfähigkeit des Schlauchpakets zu gewährleisten, sollte eine kontinuierliche Zustandsüberwachung durchgeführt werden, um potenziellen Verschleiß frühzeitig zu erkennen und so Ausfallzeiten zu minimieren.

Wie sieht die Lösung aus?
In das System wurde eine Schlauchpaket-Rückzugseinheit integriert, die mit einem Infrarotsensor mit analogem Ausgang oder einem Ultraschallsensor mit „Time-of-Flight“-Ausgang ausgestattet ist. Diese Sensoren dienen zur Messung der zurückgelegten Strecke. Die erfassten Sensordaten werden in Echtzeit verarbeitet und analysiert. Diese Aufgabe übernimmt ein Raspberry Pi Compute Module 4 (CM4), das auf einer von esd electronics entwickelten, maßgeschneiderten Trägerplatine montiert ist. Diese Konfiguration liest die Daten von den Sensoren aus, verarbeitet sie vor und berechnet den Verschleiß mithilfe eines Algorithmus. Die gesammelten und verarbeiteten Informationen werden anschließend an einen Cloud-Dienst übertragen. Die Cloud-Anbindung ermöglicht eine zentrale Datenspeicherung, weitere Auswertungen, Visualisierungen und die Integration in ein übergeordnetes Wartungs- oder Überwachungssystem.

Wie profitiert der Kunde von dieser Lösung?
Durch die Implementierung des auf dem Raspberry Pi CM4 basierenden Überwachungssystems profitiert der Kunde von einer deutlichen Steigerung der Systemverfügbarkeit und einer Reduzierung ungeplanter Ausfallzeiten. Eine Schlüsselkomponente ist die von esd electronics entwickelte, maßgeschneiderte Trägerplatine, die sowohl den Anschluss und die Auswertung der Sensoren ermöglicht als auch als zentrale Schnittstelle für die Überwachung des Zustands des Schlauchpakets dient.
Die kontinuierliche Erfassung und Analyse von Zustandsdaten ermöglicht die frühzeitige Erkennung von Verschleiß oder Anomalien im Schlauchpaket, bevor ein Ausfall auftritt. Über die IoT-Verbindung können diese Daten nahtlos an eine cloudbasierte Infrastruktur weitergeleitet werden, wodurch der Kunde von jedem Standort aus zentralen Zugriff auf alle relevanten Betriebs- und Diagnosedaten erhält. Dies erleichtert nicht nur die Wartungsplanung, sondern bildet auch die Grundlage für eine vorausschauende Instandhaltung, die Wartungskosten senkt und einen gezielteren Einsatz von Ressourcen ermöglicht.

{{medias[228927].title}}

{{medias[228927].description}}