KU LeuvenDe Spindle Listener: spindelslijtage vindbaar maken

In een notendop

Onverwachte stilstand in industriële omgevingen gebeurt vaak bij roterende machines of lineaire aandrijvingen, waar vroege tekenen van slijtage verborgen blijven totdat er een storing optreedt. Om deze uitdaging aan te pakken, heeft de M-Group van de KU Leuven een onderzoeksproject opgezet om voorspellende onderhoudsstrategieën te ontwikkelen op basis van meetbare signalen zoals trillingen en motorstromen.

Om dit onderzoek te ondersteunen, heeft CTRL Engineering samen met verschillende partners een op maat gemaakte spindeltestbank ontwikkeld waarmee onderzoekers onder gecontroleerde omstandigheden echte bewegingsgegevens kunnen vastleggen en analyseren.

Working with CTRL Engineering gave us a robust platform to bridge research and industrial practice.🏆
Pradeep Kundu, Professor @ KU Leuven M Group

De uitdaging: verborgen slijtage aan spindels meetbaar maken

Lineaire aandrijvingen en spindels werken op hoge snelheden en met grote precisie, maar vroege slijtageverschijnselen zijn vrijwel onzichtbaar. KU Leuven ging op zoek naar manieren om meetbare signalen, zoals trillingen en motorstromen, te gebruiken voor het ontwikkelen van voorspellende modellen die aangeven wanneer onderhoud nodig is, voordat er storingen optreden. Hiervoor hadden ze een testbank nodig die snelle, nauwkeurige bewegingen kon combineren met gesynchroniseerde data-acquisitie.

De oplossing: een volledig geïntegreerde spindeltestbank

CTRL Engineering ontwikkelde een volledig geïntegreerde spindeltestbank door expertise op het gebied van systeemontwerp, motion control en data-acquisitie te combineren. De ruggengraat van het systeem werd gevormd door Beckhoff PLC- en motion-technologie, die deterministische besturing en een eenvoudige HMI bood.

HIWIN-servoaandrijvingen maakten dynamische bewegingen mogelijk, terwijl Vansichen Linear Technology bijdroeg aan het mechanische spindelsysteem. Voor het vastleggen van gegevens integreerde CTRL Engineering NI USB-4432-apparaten, gekozen vanwege hun gebruiksgemak en externe triggermogelijkheden. Hierdoor kon elke bewegingscyclus worden gesynchroniseerd met de gegevensregistratie. Dankzij MathWorks-ondersteuningspakketten konden onderzoekers de resultaten onmiddellijk verwerken in MATLAB en Simulink, waardoor handmatige stappen werden verminderd.

Resultaten: Betrouwbare datasets voor voorspellend onderhoud

De testbank levert reproduceerbare bewegingscycli terwijl continu motorstromen en trillingssignalen worden geregistreerd. Hierdoor kunnen onderzoekers gevalideerde datasets samenstellen, waarin subtiele afwijkingen worden gecorreleerd met slijtage van de spil. Het resultaat: een betrouwbare basis voor voorspellende onderhoudsmodellen.

Waarom is dit belangrijk voor u? Van reactief naar proactief onderhoud

Voorspellend onderhoud verlengt de levensduur van machines, verlaagt de kosten en verhoogt de uptime.

Dit project laat zien hoe CTRL Engineering motion control, data-acquisitie en software integreert in een complete oplossing, waardoor de industrie kan overschakelen van reactief naar proactief onderhoud.