在Schreyer Sondermaschinen公司的管袋包装机薄膜封口站中，Wittenstein带Cynapse功能的CPK直角齿轮箱提供数据。借助智能服务“Cynapse Monitor”，可以利用这些数据实现高效的状态监测。

Cynapse是Wittenstein Alpha公司的一种集成在安装空间内的解决方案，用于实现齿轮箱的数字化连接，它通过电子铭牌使组件的识别在全球范围内具有唯一性。这个可直接集成的模块包含一个温度传感器和一个3轴加速度传感器、一个用于数据预处理的运算单元、一个存储模块（用于大约20000个运行小时）以及一个IO-Link通信接口。这确保了齿轮箱可以通过相应的IO-Link主站与机器控制器通过现场总线接口进行通信，也可以将其数据通过OPC UA直接传输到企业IT系统、云应用程序或您的数字孪生体中。

基于此，智能服务“Cynapse Monitor”实现了运行数据的简单可视化和评估——包括自动示教阈值以及在阈值超出时发出警报，制造商和运营商无需为此开发自己的解决方案，从而节省了大量编程工作。Cynapse Monitor的数据提供了对驱动轴运行行为的洞察，以便及早识别临界运行状态。

图1  作为Schreyer披萨生产线的重要组成部分，管袋包装机每分钟可将多达250个冷冻披萨包装进一层极薄的薄膜中

从Schreyer Sondermaschinen的角度来看，包装机的数字化在虚拟预调试、客户和用户培训以及状态监测和预测性维护领域具有巨大潜力。因此，该公司将Wittenstein Alpha的智能齿轮集成到披萨生产线的横向封口站中，用于持续监控薄膜切割刀，作为该组件状态监测的基础。

位于斯图加特附近Auenwald的Schreyer Sondermaschinen GmbH 是一家具有强大创新能力的中型企业，开发和制造定制的专用机器和交钥匙生产线系统——既适用于包装产品，也适用于未包装产品。许多知名客户都是回头客，来自食品领域，这是该公司的专业领域。

在披萨生产线方面，Schreyer在欧洲处于领先地位：高性能设备每分钟可包装多达250个冷冻披萨。作为披萨生产线的重要组成部分，管袋包装机将每个披萨包装进一层极薄的薄膜中。“这是可能的。”负责机器设计的Julian Schreyer解释说，“这归功于我们自己开发的特殊驱动和控制系统，该系统仅需2.2 kW 的峰值功率。因此，薄膜厚度仅为8～10 μm成为可能，这为我们的客户节省了大量的材料。”

作为薄膜输送器轴中的齿轮箱，使用了Wittenstein Alpha 公司的 Alpha Basic Line 系列的准双曲面齿轮箱CPK。“除了高定位精度外，其紧凑的结构形式也令人信服，可实现节省空间的集成。”Wittenstein Alpha GmbH 的销售工程师Marcel Schauk解释道。整台机器中——在所有驱动轴上——安装了十几个这样的直角齿轮箱：在浮动进给装置、用于位置精确输送的凸轮箱、链式输送带以及出料带中。同样也在横向封口站中，薄膜在此被切割和焊接。“那里的齿轮箱配备了Cynapse功能，以便能够数字化监控切割刀的设置。Schauk 补充道。

图2  切割刀驱动装置中 CPK 齿轮箱的 Cynapse 模块除了采集温度值外，还采集振动和峰峰值加速度值，并对这些数据进行分析

“几十年来，几乎所有客户反复面临的一项任务涉及横向封口站中薄膜切割刀的过程稳定设置。”Schreyer根据经验报告。“由于刀具直接集成在约95～110℃的热封颚板中，它们会随之加热并相应膨胀。”随着时间的推移，这会导致刀具的调整发生变化，从而使切割过程的质量下降，极薄的薄膜要么在外部要么在内部没有被完全切断。虽然整个组件可以在一分钟内更换，并且更换下来的模块可以在车间重新调整。“但是，如果能够及时显示需要进行维护，那当然是理想的情况。这样，组件可以在休息时间或批次更换时更换，而不是等到它导致计划外停机进而造成机器性能损失时再更换。Julian Schreyer说道，“通过集成在齿轮箱中的Cynapse以及智能服务‘Cynapse Monitor’，实现解决方案是可能的。”

CPK齿轮箱中的Cynapse模块除了温度值外，还可以测量和评估振动以及峰峰值加速度值。“这些是刀具设置的重要指标。” Julian Schreyer解释道，“过高的值表明设置不当，在切割过程中施加了过大的力，存在刀具、封颚板和传感器磨损的风险。此外，它们还伴随着高运行噪声。过低的值则表明薄膜可能未被完全切断，披萨包装和密封不正确，甚至可能导致薄膜碎片被拖拽通过机器。”因此，Schreyer Sondermaschinen公司正在努力通过数据记录来采集横向封口站中齿轮箱的传感器数据。

图3  Schreyer已将当前测量值以及阈值的可视化集成到该机器的操作界面中，并因此使其可直接供机器操作员或维护人员使用

智能服务可以接收并评估这些运行数据。“集成的示教功能能够在一段定义的时间内捕获典型的LO横向封口组的振动和加速度行为。”Schauk阐述道，“软件可以据此确定并监控横向封口站和刀具设置运行行为的个性化阈值。”当前测量值的可视化可以集成到机器的操作界面中，从而使其可直接供机器操作员或维护人员使用。此外，还可以将所有数据整理成直方图并存储在齿轮箱的历史记录中。“我们正与Wittenstein Alpha和一位最终客户共同努力，朝着实现横向封口站中薄膜切割刀维护需求的自动识别和预测迈进。”Schreyer展望道。