GKN Aerospace Производство на двигатели без турбуленции

Микаел Алм, индустриален IoT инженер в GKN: Произвеждаме компоненти за самолетни двигатели. В моя отдел, ND Digital, работим върху прецизни металорежещи машини. Наблюдаваме нашите машини с помощта на сензори, така че всичко да работи перфектно и да не се случва нищо неочаквано. Използваме различни сензори, за да осигурим безупречен производствен процес. От около 3 години използваме сензори за вибрации на ifm. Те наблюдават шпинделите в нашите металорежещи машини.

Има различни операции в металообработването, които са напълно автоматизирани, извършвани от компютри. Фрезовите глави пробиват метала с високи скорости на въртене. Режещите инструменти създават валове с точност до микромилиметър, а свредлата разполагат прецизни отвори за пробиване. Ето как високопрецизните компоненти за турбини на самолети, наред с други подобни детайли, се произвеждат в най-кратък период от време.

Осигуряването на безпроблемна машинна обработка без дефекти на детайла е нашият първостепенен приоритет. Това е единственият начин да се гарантира постоянно високо качество на продукта. Поради високата скорост на обработка и големите сили, упражнявани по време на процеса, са необходими бързо реагиращи системи за диагностика, които незабавно откриват повреда на инструмента или удари по време на обработката и които незабавно спират процеса, като по този начин предотвратяват повреда на машината и на детайла. Постоянната диагностика на вибрациите се доказа като оптималната процедура.

Минималните дисбаланси разкриват грешки

В центъра на тази система е високочувствителен и изключително надежден сензор за вибрации от специалиста по сензори ifm electronic, който е монтиран директно върху корпуса на шпиндела. Сензорът за вибрации от типа VSA е малък микромеханичен сензор за ускорение, който непрекъснато открива вибрации върху невъртящи се повърхности на машината.

VSA е толкова чувствителен, че открива дори най-малката повреда на фрезова глава, от порядъка на милиметър поради възникване на дисбаланс. Промените в силите на рязане, които могат например да бъдат причинени от тъпо свредло или твърде много стружки, се откриват и съобщават на диагностично устройство по причина на променените характеристики на вибрациите. В GKN модулът за оценка VSE100 е произведен от ifm. Той обработва сигнали от до четири сензора за вибрации и може да задейства предупреждение или спиране на машината в случай на неизправност. Данните се предават към контролера от по-високо ниво чрез Ethernet.

Граничните стойности за откриване на вибрации и удар могат да се съхраняват в контролера на машината за всеки инструмент и за всяка стъпка от процеса. За да ги определите предварително, в режим на обучение се изпълнява програмен цикъл. Индивидуалните данни за вибрациите и регулируемите стойности на допустимост се съхраняват в контролера за всеки инструмент. Ако тези стойности бъдат превишени по време на обработка, това се тълкува като грешка и в зависимост от амплитудата на вибрациите се генерира предупредително съобщение или се спира обработката.

Друга защитна функция е контрола на състоянието на шпиндела. Износването на лагерите на сложната механика на шпиндела се открива и сигнализира въз основа на необичайни характеристики на вибрациите. Това осигурява на потребителя допълнителна безопасност.

Допълнителни сензори:

Системата за оценка има два аналогови входа, където могат да бъдат интегрирани допълнителни сензори за наблюдение на измервателните параметри. GKN използва безброй сензори за налягане PN7 за постоянен контрол на налягането в охладителната тръба. Спад на налягането може да спре процеса на охлаждане и да повреди инструмента и детайла. Ето защо сензорите сигнализират, ако работното налягане е твърде ниско в случай на неизправност.

GKN свързва всички сензори към централния контролер чрез шинната система на AS-i интерфейса. Двупроводников плосък кабел предава сигнали от до 127 сензора с помощта на AS-i входно-изходните модули към AS-i главното устройство. Свързването чрез шина значително намалява разходите за свързване с кабели и осигурява по-висока гъвкавост на инсталацията.

Оценка

GKN използва SmartObserver за контрол и анализ на състоянието на машината. Този софтуер е специално разработен от ifm за контрол на състоянието на инсталациите. Тук се срещат всички измервани стойности от сензорите. Освен че илюстрира всички технологични стойности и техните граници, софтуерът създава, например, анализи на тенденциите, като помага за оптимизиране на производствения процес.

Микаел Алм обяснява: За нас е много важно да разберем какво се случва по време на производствения процес. Нашите продукти са много скъпи и трябва да можем да правим подобрения, когато процесите не са изцяло точни. Можем да използваме събраните данни от SmartObserver в нашия собствен инструмент за анализ, като по този начин извършваме точни оценки и действаме по съответния начин. Разширеното управление на алармите на софтуера на ifm позволява базирано на състоянието техническо обслужване на машините.

Заключение

С помощта на сензори и SmartObserver металорежещите машини могат да бъдат наблюдавани автоматично и надеждно. Неизправностите се откриват навреме и необходимостта от техническо обслужване може да бъде изчислена и се базира на състоянието. Това не само спестява разходи, но и гарантира максимална наличност и най-високо качество на продукта.

Заключението на Микаел Алм: Работил съм дълги години с този тип техническо обслужване и то работи така, както се очаква от него. Комбинираното решение от сензори и софтуер на ifm ще ни помогне да разберем и подобрим нашето оборудване в бъдеще, както го прави и сега. ifm предоставя отлична поддръжка на клиентите, която винаги ни е помагала да намерим решение на проблемите си. Тясното сътрудничество с клиента е отразено и в слогана на ifm: ifm близо до Вас