Benzinger - Sorvit ja jyrsinkoneet digitalisoituvat
Tarkkuuskoneiden pitäminen tarkkoina
Benzinger luottaa ifm:n saumattomiin digitalisointiratkaisuihin
Yli 100 vuoden ajan Benzingerin nimi on ollut synonyymi Saksassa valmistetuille huipputarkoille sorveille ja jyrsinkoneille. Tämä Pforzheimissa sijaitsevassa pääkonttorissaan noin 170 työntekijää työllistävä keskisuuri yritys palvelee vaativia toimialasektoreita, kuten ilmailu- ja avaruusteollisuutta, hydrauliikkaa, työkalujen valmistusta ja jalokiviteollisuutta. Sen menestys perustuu pitkälle omaan valmistukseen, modulaarisiin konekonsepteihin ja kokonaisvaltaiseen lähestymistapaan.
"Emme ajattele yksittäisiä koneita vaan kokonaisia ratkaisuja", sanoo Steffen Krämer, Carl Benzinger GmbH:n sorviasiantuntija. "Tavoitteenamme on aina tarjota asiakkaalle paras mahdollinen ratkaisu." Tämän saavuttamiseksi Pforzheimissa sijaitseva yritys on valinnut erittäin korkean oman tuotannon tason. Mekaniikasta ja sähkötekniikasta komponenttien valmistukseen omilla koneilla, kokoonpanoon, laadunvarmistukseen ja prosessien toteuttamiseen - Benzinger kattaa kaikki vaiheet saman katon alta.
Perinteille rakentuva tarkkuus ja kestävyys
Tämä kokonaisvaltainen lähestymistapa näkyy myös koneiden modulaarisessa rakenteessa. Erilaiset mallit voidaan mukauttaa joustavasti asiakkaan tarpeisiin ja sovellusskenaarioihin. Komponentit kuten avarrusyksiköt, rotaatiopöydät tai hiontamoduulit reikien viimeistelyyn valitaan tarkasti sopiviksi ja yhdistetään yksilölliseksi ratkaisuksi. Mutta olipa kyseessä sitten vakio- tai räätälöity malli - painopiste on aina maksimaalisessa tarkkuudessa.
"Asiakkaamme etsivät viimeisenkin mikrometrin tarkkuutta", Krämer selittää. "Täytämme tämän äärimmäisen tarkkuuden vaatimuksen erittäin jäykällä ja kestävällä mekaanisella rakenteella."
IO-Link: vakiintunut teollisuusstandardi
Tarkkuuden ja laadun lisäksi Benzinger keskittyy enenevässä määrin myös digitaalisiin palveluihin ja prosessien valvontaan. Tässä kohtaa yritys luottaa ifm:n antureihin ja IO-Link-ratkaisuihin. IO-Link - avoin standardi yksinkertaiseen kaksisuuntaiseen digitaaliseen tiedonsiirtoon antureiden ja toimilaitteiden välillä - on ifm:n ja muiden automaatioasiantuntijoiden kehittämä, ja se on vakiinnuttanut asemansa teollisuusympäristöissä.
Vuonna 2009 tapahtuneen markkinoille tulon jälkeen tämän point-to-point-infrastruktuurin solmuja on asennettu jo yli 50 miljoonaa kappaletta.
IO-Link -teknologia tarjoaa useita etuja, joita Benzinger voi hyödyntää kannattavasti - sekä sisäisesti että asiakkailleen.
"IO-Link -liitäntä antaa meille monia mekaanisia ja sähköisiä suunnitteluvaihtoehtoja, joita perinteinen kaapelointi ei yksinkertaisesti pysty tarjoamaan. Hajautetun datainfrastruktuurin ansiosta voimme esimerkiksi suunnitella kompaktimpia kokonaisjärjestelmiä ja vähentää kaapeloinnin monimutkaisuutta", Krämer sanoo.
Kuva 1: Vaativien tarkkuusvaatimusten täyttämiseksi Benzinger luottaa korkeatasoiseen omaan tuotantoon.
Kuva 2: Tällaiset virtausanturit antavat tarkan yleiskuvan Benzingerin sorvin tiloista.
Anturidata kerätään tehokkaasti kenttäyhteensopivien IO-Link-masterien avulla. Koska anturit kytketään IO-Link-masteriin standardoitujen M12-liittimien kautta, kaapelointivirheet ovat poissuljettuja. Tämän jälkeen IO-Link-master lähettää datan niputettuna kenttäväylän tai Ethernetin kautta PLC- ja IT-tasolle. Näin tiedot ovat helposti saatavilla sekä koneen ohjausta että tietotekniikkatason arviointia varten ilman lisätyötä. Tämän seurauksena anturidataa ei enää käytetä yksinomaan prosessinohjaukseen, vaan se voidaan muuntaa arvokkaiksi informaatioksi prosessianalyysia ja kunnossapidon suunnittelua varten. Benzinger käyttää tätä mahdollisuutta esimerkiksi karojensa valvonnassa.
"Valmistamme karat itse. Asennettujen värähtelyantureidenansiosta saamme arvokasta tietoa laadusta ja karojen kestävyydestä suoraan kentältä." Saadut oivallukset virtaavat suoraan näiden avainkomponenttien jatkokehitykseen.
Koneiden tehokkuuden ja kunnon tarkkailu
Toinen yhä tärkeämpi aihe on kunnonvalvonta, joka myös perustuu anturidataan tarkan ja jatkuvan informaation saamiseksi. "Asiakkaamme luottavat koneiden hyvään käytettävyyteen", Krämer sanoo. Jotta sorvien- ja jyrsinkoneiden kunnossapitotarpeet olisivat täysin nähtävissä, koneiden kuntoa seurataan jatkuvasti monenlaisten tietojen avulla: Esimerkiksi jatkuva värähtelyanalyysi auttaa havaitsemaan epätasapainon merkit välittömästi ehkäisten koneen vaurioitumisen ja osien laadun heikkenemisen. Karan jäähdytystä valvotaan virtausantureiden avulla. Koska IO-Link -liitäntä välittää myös väliaineen lämpötilan, karan jäähdytyksen tehokkuutta voidaan arvioida. Toisen jäähdytyspiirin - jota käytetään sekä työkalun että työkappaleen jäähdyttämiseen - pinnankorkeusanturit varmistavat, että jäähdytysnestettä on aina riittävästi.
"Prosessien energiatehokkuus on yhä tärkeämpää asiakkaillemme", Krämer sanoo. "Siksi käytämme paineilmamittareita, joiden avulla prosessin syöttö voidaan tunnistaa tarkasti. Näin varmistetaan, että paineilmaa käytetään mahdollisimman tehokkaasti." Myös sähköteho kilowatteina ja kilowattitunteina kirjataan ja sitä analysoidaan jatkuvasti. Tehonkulutuksen kasvu voi olla osoitus siitä, että kunnossapitoa voidaan tarvita.
Data-analyysi ja etäkunnossapito pilvipohjaisella ifm moneo IIoT-alustalla
Tämä tiedon runsaus tarjoaa arvokkaan yleiskuvan koneen kunnosta. ifm:n edgeGateway -yksikön ja LTE-reitittimen avulla data siirretään automaatioasiantuntijan moneo IIoT-alustan pilvipohjaiseen versioon. Benzingerillä suurin osa datasta siirretään IO-Link-järjestelmän kautta. Lisäksi valinnaisen ifm Agent -dataliitännän avulla moneo -ohjelmistoon voidaan liittää muitakin datalähteitä,
kuten koneohjaimia tai energiamittareita. moneo -ohjelmiston avulla käyttäjät voivat kerätä ja analysoida kone- ja järjestelmätietoja keskitetysti ja johtaa niistä merkityksellisiä toimenpiteitä. Pilviversiossa tämä voidaan tehdä myös useampien eri toimipisteiden kesken. Esimerkiksi pumppujen, moottoreiden, karojen ja puhaltimien värähtelykäyttäytymistä voidaan seurata kätevästi laakerivaurioiden tai epätasapainon aiheuttamien vikojen ehkäisemiseksi. Prosessiarvoja, kuten lämpötilaa, pinnankorkeutta, painetta, virtausta ja sähköenergian kulutusta voidaan seurata keskitetysti moneo -ohjelmiston kautta. Jos arvot siirtyvät määritellyn alueen ulkopuolelle, järjestelmä ilmoittaa siitä automaattisesti käyttäjälle. Edistyneempi, tekoälyyn perustuva data-analyysi on saatavilla moneo IIoT-Insights -lisäosan avulla. Remote Connect -toiminnon ansiosta koneita voidaan myös huoltaa etänä moneo -alustan kautta.
"Moneo -pilviympäristössä asiakkaat näkevät yhdellä silmäyksellä kojelaudalta, onko jäähdytysnestettä riittävästi tai tarvitaanko muuta kunnossapitoa", Krämer sanoo. Kaikilla Benzingerin loppuasiakkailla ei kuitenkaan ole henkilöstöresursseja jatkuvaan tietojen analysointiin ja siihen liittyvään kunnossapidon suunnitteluun. "Siksi monet asiakkaat antavat meille koneisiinsa etäkäyttöoikeuden kunnossapitotarkoituksiin. Tämän jälkeen pääsemme koneeseen moneo Remote Connect -toiminnon kautta optimoimaan prosesseja yhdessä asiakkaan kanssa tai suosittelemaan kunnossapitotoimenpiteitä."
Ohjausdata parantaa analysointimahdollisuuksia
"Jos Benzingerin tapaan otat mukaan myös koneohjaimen datan, joka voidaan integroida moneo -ohjelmistoon ifm Agentin kautta, saat täydellisen kuvan koneen kunnosta. Tämä varmistaa kunnonvalvonnan parhaan mahdollisen laadun ja parantaa samalla ennakoivan palvelutarjonnan laatua, mikä puolestaan vaikuttaa myönteisesti koneiden käytettävyyteen ja prosessin laatuun", sanoo Christoph Schneider, ifm:n tuotehallinnan apulaisjohtaja.
IO-Link-masterista (keskellä vasemmalla) ja värähtelyantureiden arviointiyksiköstä (alhaalla oikealla) data siirretään edgeGateway -yksikön (ylhäällä oikealla) kautta pilvipalveluun.
Konedata näkyy selkeästi ja analysoituna moneo -ohjelmiston kojelaudalla.
Yhteenveto
Integroimalla digitalisointia ja automaatiota tuotantoprosesseihinsa Benzinger on pystynyt lisäämään tehokkuutta ja alentamaan kustannuksia. Nykyaikaisen anturiteknologian ja data-analyysin avulla mahdolliset ongelmat voidaan tunnistaa ja niihin voidaan puuttua jo varhaisessa vaiheessa ennen, kuin ne johtavat merkittäviin seisokkeihin. Tämä auttaa paitsi pidentämään koneiden käyttöikää myös maksimoimaan asiakkaiden tuottavuuden ja kannattavuuden.
