Benzinger - Torneamento e fresagem digitais
Manter a precisão das máquinas de precisão
A Benzinger confia nas soluções de digitalização sem falhas da ifm
Há mais de 100 anos que o nome Benzinger é sinónimo de máquinas de tornear e fresar de alta precisão fabricadas na Alemanha. Com cerca de 170 colaboradores na sua sede em Pforzheim, a empresa de média dimensão serve sectores exigentes como o aeroespacial, a hidráulica, o fabrico de ferramentas e a indústria da joalharia. O seu sucesso baseia-se num elevado grau de fabrico próprio, em conceitos de máquinas modulares e numa perspetiva holística.
“Não pensamos em termos de máquinas, mas em termos de soluções”, diz Steffen Krämer, especialista em máquinas de torneamento da Carl Benzinger GmbH. “O nosso objetivo é sempre oferecer ao cliente a melhor solução possível.” Para o efeito, a empresa de Pforzheim opta por um nível muito elevado de produção interna. Da mecânica e eletricidade à produção de componentes nas suas próprias máquinas, passando pela montagem, garantia de qualidade e implementação de processos - a Benzinger cobre todas as etapas sob o mesmo teto.
Precisão e durabilidade baseadas na tradição
Esta abordagem holística também se reflecte na conceção modular das máquinas. Esta abordagem global também se reflecte na conceção modular das máquinas. Componentes como unidades de fresagem, mesas rotativas ou módulos de afiação para o acabamento fino de furos são selecionados para se adaptarem com precisão e combinados numa solução individual. Mas, quer seja de série ou personalizado, o objetivo é sempre a máxima precisão.
“Os nossos clientes estão essencialmente à procura do último mícron de precisão”, explica Krämer. “Satisfazemos esta exigência de máxima precisão através de uma conceção mecânica muito rígida e duradoura.”
IO-Link uma norma industrial estabelecida
Para além da precisão e da qualidade, a Benzinger aposta cada vez mais nos serviços digitais e na monitorização dos processos. Para tal, a empresa recorre a sensores e soluções IO-Link da ifm. IO-Link - o standard aberto para uma comunicação de dados digital bidirecional simples entre sensores e actuadores - foi desenvolvido pela ifm e outros especialistas em automação e já se estabeleceu firmemente no ambiente industrial.
Desde o seu lançamento no mercado em 2009, já foram instalados mais de 50 milhões de “nodes” desta infraestrutura point-to-point.
O IO-Link oferece várias vantagens que a Benzinger pode utilizar de forma rentável - tanto internamente como para os seus clientes.
"O IO-Link dá-nos muitas opções de design mecânico e elétrico que a cablagem convencional simplesmente não pode oferecer. Graças à infraestrutura de dados descentralizada, podemos, por exemplo, conceber sistemas globais mais compactos e reduzir a complexidade da cablagem", afirma Krämer.
Imagem 1: Para cumprir os exigentes requisitos de precisão, a Benzinger conta com um elevado nível de produção interna.
Imagem 2: Sensores de fluxo como estes fornecem informações precisas sobre o estado de uma máquina de torneamento Benzinger.
Os dados do sensor são recolhidos de forma eficiente utilizando mestres IO-Link compatíveis em campo. Uma vez que os sensores são cablados e ligados ao mestre IO-Link através de conectores M12 standard, os erros de cablagem são eliminados. O mestre IO-Link transmite então os dados de forma agrupada através de fieldbus ou Ethernet para o PLC e para o IT. Deste modo, os dados estão prontamente disponíveis tanto para o controlo da máquina como para a avaliação a nível informático, sem esforço adicional. Como resultado, os dados dos sensores já não são utilizados exclusivamente para o controlo do processo, mas podem ser convertidos em informações valiosas para a análise do processo e o planeamento da manutenção. A Benzinger utiliza esta capacidade, por exemplo, para monitorizar os seus fusos.
"Nós próprios fabricamos os fusos. Graças aos sensores de vibraçãoinstalados, recebemos informações valiosas sobre a qualidade e a robustez dos fusos diretamente em campo." Os conhecimentos adquiridos são diretamente aplicados no desenvolvimento futuro destes componentes essenciais.
Vigiar a eficiência e a saúde das máquinas
Outro tópico cada vez mais relevante é a monitorização da condição, que também se baseia em dados de sensores para fornecer informações precisas e contínuas. “Os nossos clientes confiam na elevada disponibilidade das máquinas”, afirma Krämer. Para garantir uma visibilidade total dos requisitos de manutenção dos tornos e fresadoras, o estado de saúde das máquinas é continuamente monitorizado através de uma vasta gama de dados: Por exemplo, a análise contínua de vibrações ajuda a detetar imediatamente sinais de desequilíbrio, evitando danos na máquina e a redução da qualidade das peças. O arrefecimento do fuso é monitorizado através de sensores de fluxo. Como o IO-Link também transmite a temperatura do meio, pode avaliar a eficácia da refrigeração do fuso. Os sensores de nível no segundo circuito de arrefecimento - utilizado para arrefecer a ferramenta e a peça de trabalho - garantem que há sempre líquido de arrefecimento suficiente disponível.
“A eficiência energética dos processos está a tornar-se cada vez mais importante para os nossos clientes”, afirma Krämer. "É por isso que utilizamos medidores de ar comprimido para detetar com precisão o fornecimento ao processo. Isto garante que o ar comprimido é utilizado da forma mais eficiente possível". A energia eléctrica, em quilowatts e quilowatts-hora, é também continuamente registada e analisada. Um aumento do consumo de energia pode ser um indicador da necessidade de manutenção.
Análise de dados e manutenção remota com a plataforma IIoT moneo baseada na cloud
Este manancial de informações oferece-lhe informações valiosas sobre o estado das máquinas. Usando o edgeGateway da ifm e o router LTE, os dados são transferidos para a versão cloud do moneo, a plataforma IIoT da ifm, empresa especialista em automação. Na Benzinger, a maioria dos dados é transmitida através da estrutura IO-Link. Além disso, a interface de dados opcional ifm Agent permite conectar outras fontes de dados,
como controladores de máquinas ou medidores de energia, ao moneo. O moneo permite aos utilizadores coletar e analisar dados de máquinas e sistemas de forma centralizada e, a partir disso, derivar ações significativas. Na versão cloud, isso pode ser feito em vários sites. Por exemplo, o comportamento vibratório de bombas, motores, fusos e ventiladores pode ser convenientemente monitorizado para evitar falhas causadas por danos nos rolamentos ou desequilíbrio. Os valores do processo, como a temperatura, o nível, a pressão, o caudal e o consumo de energia eléctrica, também podem ser controlados centralmente através do moneo. Se os valores se deslocarem para fora do intervalo definido, o sistema alerta automaticamente o utilizador. A análise de dados mais avançada, baseada em IA, está disponível com o add-on moneo IIoT-Insights. Graças à função Remote Connect, as máquinas podem até ser assistidas remotamente através do moneo.
“No ambiente moneo cloud, os clientes podem ver rapidamente no painel de instrumentos se existe líquido de refrigeração suficiente ou se é necessária outra manutenção”, afirma Krämer. No entanto, nem todos os clientes finais da Benzinger dispõem dos recursos humanos necessários para uma análise de dados contínua e para o planeamento da manutenção associada. "É por isso que muitos clientes nos concedem acesso remoto às suas máquinas para fins de manutenção. Em seguida, acedemos à máquina através da função Remote Connect no moneo para otimizar os processos em consulta com o cliente ou para recomendar medidas de manutenção."
Os dados de controlo aumentam as capacidades de análise
"Se, tal como a Benzinger, incluir também os dados do controlador da máquina, que podem ser integrados no moneo através do ifm Agent, obtém uma imagem completa da condição da máquina. Isto assegura a mais alta qualidade possível de monitorização da condição e, ao mesmo tempo, melhora a qualidade da oferta de serviços proactivos, o que, por sua vez, tem um impacto positivo na disponibilidade da máquina e na qualidade do processo", afirma Christoph Schneider, Vice-Presidente de Gestão de Produtos da ifm.
A partir do mestre IO-Link (centro à esquerda) e da unidade de avaliação para sensores de vibração (em baixo à direita), os dados são transmitidos através do edgeGateway (em cima à direita) para a cloud.
Os dados da máquina são claramente apresentados e analisados no dashboard moneo.
Conclusão
Ao integrar a digitalização e a automação nos seus processos de produção, a Benzinger conseguiu aumentar a eficiência e reduzir os custos. Com sensores de última geração e análise de dados, os potenciais problemas podem ser detectados e resolvidos atempadamente, antes de resultarem em grandes períodos de inatividade. Isto não só ajuda a prolongar a vida útil das máquinas, como também maximiza a produtividade e a rentabilidade para os clientes.
