GKN Aerospace Hajtóművek gyártása turbulencia nélkül
Alkalmazási beszámoló
Szerszámgép nagy pontosságú fémmegmunkáláshoz
A GKN Aerospace a világ egyik vezető, több technológiát felölelő repülőgép- és űripari beszállítója. A 15 országban található 50 gyártóüzemmel a vállalat a világ repülőgép- és hajtóműgyártóinak több mint 90 százalékát látja el. A vállalat innovatív intelligens rendszereket és technológiákat fejleszt és gyárt a repülőgép- és az űripar számára, melyeket például a teherszállító repülőgépekben és a világ legnagyobb utasszállító repülőgépeiben használnak. A vállalat az űrtechnológia területén is tevékenykedik. Például a közismert Ariane 5 rakétafúvókáját is itt gyártották.
A GKN Aerospace hajtóműalkatrészeket gyárt a repülőgép- és az űripar számára.
Mikael Alm, a GKN ipari IoT mérnöke: Repülőgép-hajtóművek alkatrészeit gyártjuk. Az én ND Digital részlegemben precíz szerszámgépekkel dolgozunk. Annak érdekében, hogy ezek megfelelően működjenek, és ne történjen semmi váratlan, érzékelők segítségével felügyeljük a gépeket. Különböző érzékelőket használunk annak érdekében, hogy a gyártási folyamat során minden megfelelően működjön. Körülbelül három éve használjuk az ifm rezgésérzékelőit. Azok felügyelik, hogy a szerszámgépeinkben lévő orsók kifogástalanul működnek-e.
A különböző fémmegmunkálási műveleteket a számítógép-vezérelt szerszámgépek teljesen automatikusan végzik. A marófejek nagy sebességgel dolgozzák át magukat a fémen. Az esztergakések mikrométeres pontosságú tengelyeket készítenek, a fúrók pedig precíz furatokat állítanak be. Így például a lehető legrövidebb idő alatt gyárthatók le nagy pontosságú alkatrészek a repülőgépek turbináihoz.
A munkadarabok hiba- és zavarmentes megmunkálása jelenti a legfőbb prioritást. Ez az egyetlen módja a termék egyenletesen magas minőségének biztosításának. A magas megmunkálási sebesség és folyamaterők miatt keresettek a gyors reagálású diagnosztikai rendszerek, melyek a megmunkálás során a szerszámon fellépő károkat vagy kollíziót azonnal felismerik, és a folyamatot villámgyorsan leállítják. Ez megakadályozza a gép vagy a munkadarab további károsodását. Erre a legjobb módszernek az állandó rezgésdiagnosztika bizonyult.
Elegendő mennyiségű hűtő-kenőanyag a szerszám és a munkadarab számára.
A legkisebb kiegyensúlyozatlanságok is elárulják a hibákat
A rendszer lelke az érzékelő-specialista ifm electronic által gyártott magas érzékenységű és rendkívül megbízható rezgésérzékelő, mely közvetlenül az orsóházra kerül felszerelésre. A VSA típusú érzékelő egy kisméretű mikromechanikus gyorsulásérzékelő, mely folyamatosan érzékeli a nem forgó gépfelületeken jelentkező rezgéseket.
1. kép: Mindig odafigyel: VSA004 ifm rezgésérzékelő közvetlenül az orsónál. 2. kép: A VSE100 kiértékelő egység a legkisebb eltéréseket is felismeri a rezgésviszonyban, és jelzi a határérték-túllépéseket.
A VSA érzékenysége olyan magas szintű, hogy pl. egy milliméteres marófej legkisebb sérülését is érzékeli a fellépő kiegyensúlyozatlanság révén. Felismeri továbbá a vágóerőben a tompa fúró vagy forgácsdugasz okozta változásokat a megváltozott rezgésviszony alapján, és jelenti a diagnosztikai elektronikának. A GKN-nél ez az ifm VSE100 kiértékelő egysége, mely akár négy rezgésérzékelő jeleit is képes feldolgozni, és hiba esetén figyelmeztető üzenetet vagy gépleállást vált ki. Az adatokat Etherneten keresztül továbbítja a fölérendelt vezérlésbe.
A gépvezérlésben minden szerszámhoz és minden megmunkálási lépéshez be lehet állítani a határértékeket a rezgés- és az ütközésfelismeréshez. Ezek mielőbbi megállapítására egy program fut le teach (öntanuló) módban. Ezalatt szerszámonként külön rezgési adatokat ment el a vezérlésben, és beállítható tolerancia értékekkel látja el. Ezen értékek túllépését az egység a megmunkálás során hibaként értelmezi, és a rezgés amplitúdója alapján az figyelmeztetést vagy a megmunkálás késleltetett leállítását eredményezi.
További védelmi funkciót jelent magának az orsónak az állapotellenőrzése. A kopást a komplex orsómechanika csapágyaiban a szokatlan rezgésviszonyok alapján ismeri fel és jelenti. Ez további biztonságot nyújt a felhasználónak.
További érzékelők
A kiértékelő egység két analóg bemenettel is rendelkezik, melyekhez további érzékelők csatlakoztathatók további mért értékek felügyeletéhez. A GKN például számos PN7 sorozatú nyomásérzékelőt használ a hűtőfolyadék-vezetékek nyomásának folyamatos ellenőrzéséhez. A vezetékekben előállt nyomásesés megszakíthatja a hűtést, és a szerszám és a munkadarab károsodását eredményezheti. Ezért hiba esetén az érzékelők jelzik, hogy a szükséges üzemi nyomás nincs elérve.
A GKN az összes alkalmazott érzékelőt az AS-i buszrendszeren keresztül csatlakoztatta a központi vezérléshez. Ennek során akár 127 érzékelő jelei továbbítódnak AS-i IO modulok segítségével, egy kéteres szalagkábelen keresztül az AS-i masterhez. Ez a buszbekötés jelentősen csökkenti a huzalozási költségeket és egyszerűsíti a szerelést.
1. kép: Nyomásérzékelők figyelik a hűtőkörben lévő nyomást. 2. kép: Csökkenti a huzalozási költségeket: Az AS-i modulok összegyűjtik az érzékelőadatokat, és továbbítják azokat a vezérlésbe.
Kiértékelés
A GKN a gép állapotának megfigyeléséhez és elemzéséhez a SmartObserver szoftverre támaszkodik, melyet az ifm kifejezetten berendezések állapotellenőrzésére fejlesztett ki. Itt fut össze az összes érzékelő mért értéke. Az összes folyamatérték és azok határértékeinek egyértelmű grafikus ábrázolása mellett a szoftver például trendelemzéseket készít, és így segít a folyamatok optimalizálásában.
Mikael Alm magyarázza: Nagyon fontos számunkra, hogy megértsük, mi történik a gyártási folyamatok során. Termékeink nagyon drágák, és képesnek kell lennünk a fejlesztésekre, amikor a folyamatok már nem illeszkednek száz százalékban. A SmartObserver által gyűjtött adatokat saját elemző eszközünkben használhatjuk fel, hogy pontos értékeléseket készítsünk és célzott intézkedéseket tegyünk. Az ifm-szoftver átfogó riasztáskezelése lehetővé teszi a gépek állapotorientált karbantartását is.
Az átláthatóság és az optimalizálás érdekében: A SMARTOBSERVER szoftver összegyűjti, megjeleníti és elemzi az összes érzékelőadatot.
Összegzés
Az érzékelők és a SmartObserver segítségével biztosítható a szerszámgépek automatikus és megbízható felügyelete. A hibák időben felismerhetők, a karbantartás tervezhető és állapotorientált módon valósítható meg. Ezáltal nem csak költségek takaríthatók meg, de garantált a maximális rendelkezésre állás és a legmagasabb termékminőség is.
Mikael Alm összefoglalója: Sok éve dolgozom a karbantartás területén, és úgy működik, ahogyan kell. Az ifm érzékelők és szoftverek kombinált megoldása most és a jövőben is segít nekünk abban, hogy megértsük és fejlesszük eszközeinket. Az ifm nagyon jó ügyfélszolgálattal rendelkezik, mely mindig segít bennünket abban, hogy megoldást találjunk a problémáinkra. Az ifm ügyfélközelisége a szlogenben is tükröződik: ifm close to you.