Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV
Mobiles Reinigungsgerät für Verarbeitungsanlagen
Reinigung 4.0 – flexibel und mobil
Am Fraunhofer IVV Dresden wurde als Technologieträger ein mobiles Reinigungsgerät entwickelt. Es kombiniert die Flexibilität und Effizienz der manuellen Reinigung durch den Bediener mit der Reproduzierbarkeit und Prozesssicherheit festintegrierter CIP-Systeme.
Bei der Reinigung bewegt sich das Gerät durch die Anlage. Dabei erkennt das Reinigungsgerät durch die umfangreiche Sensorik, wo es sich aktuell befindet, wie die geometrischen Bedingungen sind und welche Verschmutzungen vorliegen.
Anhand dessen wählt das selbstlernende System die geeigneten Düsen, Parameter sowie Reinigungsschritte und reinigt die Anlage bedarfsgerecht.
Video 'Mobiles Reinigungsgerät'
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Der Reinigungsprozess muss nicht mehr am Worst-Case ausgelegt werden, damit bestimmt auch nicht mehr zwangsläufig das schwächste Glied in der Kette die Gesamtreinigungszeit. Ferner wird durch den optischen Verschmutzungssensor eine lückenlose Qualitätskontrolle und Dokumentation der Reinigungsprozesse möglich.
Die Steuerung des Reinigungsgeräts erfolgt per WLAN und die Energieversorgung über Akkus. Einzige physische Schnittstelle ist ein Schlauch, über den das Reinigungsgerät mit Reinigungsmedien wie Wasser oder Schaum versorgt wird.
Die zugehörige Schlauchtrommel mit automatisierter Auf- und Abrollbewegung befindet sich auf einer mobilen Docking Station, aus der das Reinigungsgerät in die Anlage fährt. Mit dieser Docking Station lässt sich das Gerät flexibel an mehreren Anlagen im Unternehmen einsetzen.
Für Anwendungsfälle ohne Förderband existieren selbstfahrende Lösungen, bei denen das Reinigungsgerät auf einem fahrbaren Untersatz eingerastet werden kann oder selbst angetrieben ist.
Zukunftsvision – Virtueller Zwilling
Zur Realisierung der Vision läuft am Fraunhofer IVV Dresden intensive Forschung, die sich mit der automatischen Ermittlung optimaler Reinigungsparameter durch Simulation in CAD-Modellen beschäftigt.
Um die Adaptivität des mobilen Reinigungsgeräts noch weiter zu erhöhen, soll das Reinigungssystem künftig mit einem virtuellen Zwilling der zu reinigenden Anlage verknüpft werden. Dieser virtuelle Zwilling kann durch CAD-Daten oder 3DScans erzeugt werden.
Anhand dieser wird das Reinigungsgerät in Kombination mit den Daten des Verschmutzungssensors genau bestimmen, wo und in welchem Abstand zu den Düsen sich die Verschmutzungen auf der Maschinenoberfläche befinden. Simulationsgestützt können daraus die optimalen Betriebsparameter für die effiziente Reinigung ermittelt bzw. gezielt Bereiche mit noch vorhandener Restverschmutzung gereinigt werden.
Auf diese Weise arbeitet das Reinigungsgerät vollständig autark und es ist keine vorhergehende Programmierung fester Reinigungsabläufe notwendig.