You probably do not come from: Romania. If necessary, change to: United States
  1. Robotică și automatizare
  2. Automatizarea ansamblurilor
  3. Monitorizarea proceselor de producție folosind analiza vibrațiilor (GKN)

Producție de motoare fără turbulențe

Senzorii monitorizează procesul de producție și fac întreținerea calculabilă

Mașină-unealtă pentru prelucrarea metalelor cu înaltă precizie

Compania suedeză GKN Aerospace din Trollhättan produce piese de mare precizie pentru motoare de aeronave și pentru industria aerospațială. Mașinile-unelte au senzori care asigură transparența maximă și cea mai mare calitate a produsului.

GKN Aerospace este liderul mondial în furnizarea de tehnologie aerospațială încrucișată. Având 50 de locații de producție în 15 țări, compania furnizează peste 90 de procente din producătorii de aeronave și motoare la nivel mondial. Aceștia dezvoltă și produc sisteme și tehnologii inovatoare inteligente pentru domeniul aerospațial, care sunt folosite de exemplu în avioanele de marfă și în cea mai mare aeronavă de pasageri din lume. Compania lucrează și pentru tehnologia spațială. Spre exemplu, aceasta a produs vârful de rachetă al binecunoscutei Ariane 5.

GKN Aerospace produce componente de motor pentru industria aerospațială

Mikael Alm, inginer industrial IoT în cadrul GKN: "Producem componente pentru motoare de aeronave. În departamentul meu, ND Digital, lucrăm pe mașini-unelte de precizie. Ne monitorizăm mașinile cu ajutorul senzorilor, astfel încât totul să funcționeze perfect și să nu apară situații neașteptate. Folosim diferiți senzori pentru asigurarea unui proces de producție impecabil. Timp de aproximativ 3 ani am folosit senzorii de vibrație de la ifm. Aceștia monitorizează arborii din mașinile-unelte."

Există diferite operațiuni în prelucrarea metalului, care sunt executate complet automatizat de computere. Capetele de frezat pătrund prin metal având turații mari. Sculele de tăiere creează arbori cu o precizie de micromilimetru, iar burghiele perforează alezaje exacte. Aceasta este modalitatea prin care sunt fabricate, printre altele și în cel mai scurt timp, componentele de mare precizie pentru turbinele de avion.

Prioritatea maximă o are asigurarea prelucrării fără defecte și fără probleme a piesei de prelucrat. Aceasta este singura modalitate de a garanta în mod continuu o calitate ridicată a produsului. Datorită vitezei mari de procesare în mașină și a forțelor de procesare sunt necesare sisteme de diagnostic cu reacție rapidă, care detectează imediat deteriorarea sculei sau coliziunile pe durata prelucrării cu mașina-unealtă și opresc imediat procesul, prevenind astfel deteriorarea mașinii și a piesei de prelucrat. Procedura optimă s-a dovedit a fi diagnosticarea permanentă a vibrațiilor.

Dezechilibrele minore dezvăluie erori

Elementul central al acestui sistem este un senzor de vibrație foarte sensibil și extrem de fiabil de la specialistul în senzori ifm electronic, care este montat direct pe carcasa arborelui. Senzorul de vibrație de tipul VSA este un senzor de accelerare micromecanic mic, care detectează în mod continuu vibrațiile pe suprafețele nerotative ale mașinii.

Ascultare constantă: Senzor de vibrație VSA004 de la ifm amplasat imediat lângă arbore

VSA este atât de sensibil încât detectează chiar și cea mai mică deteriorare a unui cap de frezat, care la rândul său are dimensiunea de un milimetru ca urmare a dezechilibrului. Modificările forțelor de tăiere care pot fi cauzate, spre exemplu, de un burghiu tocit sau de prea multă pilitură sunt detectate și raportate unui aparat de diagnoză ca urmare a caracteristicilor de vibrație modificate. În cadrul GKN, unitatea de evaluare VSE100 provine de la ifm. Aceasta procesează semnalele a până la patru senzori de vibrație și poate declanșa o avertizare sau oprirea mașinii în cazul unei defecțiuni. Datele sunt transmise regulatorului de nivel superior prin Ethernet.

Valorile limită pentru detectarea vibrațiilor și a coliziunii pot fi memorate în regulatorul mașinii pentru fiecare unealtă și pentru fiecare etapă a procesului. Pentru stabilirea acestora în avans, un ciclu de program este executat în modul Definire. Datele individuale privind vibrațiile și valorile de toleranță ajustabile sunt memorate în regulator pentru fiecare unealtă. Dacă valorile acestea sunt depășite pe durata prelucrării cu mașina, atunci aceasta este interpretată ca o eroare și se emite un mesaj de avertizare sau se oprește mașina în funcție de amplitudinea vibrației.

O altă funcție de protecție este monitorizarea stării arborelui. Uzura de pe rulmenții elementului mecanic complex al arborelui este detectată și semnalată pe baza caracteristicilor de vibrație neobișnuite. Aceasta oferă utilizatorului o siguranță suplimentară.

Alți senzori:

Sistemul de evaluare are două intrări analogice, unde pot fi integrați senzori suplimentari pentru monitorizarea parametrilor de măsurare. GKN folosește nenumărați senzori de presiune PN7 pentru controlul constant al presiunii din conducta de răcire. O scădere a presiunii poate să oprească procesul de răcire și să deterioreze scula și piesa de prelucrat. Din acest motiv, senzorii semnalează dacă presiunea de funcționare este prea mică în cazul unei defecțiuni.

Mikael Alm: "Lucrez cu senzori de la ifm încă de când m-am angajat la GKN Aerospace. ifm dispune de o gamă bună și cuprinzătoare de senzori, astfel încât există întotdeauna o soluție potrivită cerințelor noastre."

GKN a conectat toți senzorii la regulatorul central prin sistemul cu magistrală AS-i. Un cablu plat cu două fire transmite semnalele a până la 127 de senzori cu ajutorul modulelor de intrare/ieșire AS-i către masterul AS-i. Cablajul magistralei reduce semnificativ costurile de cablare și oferă o flexibilitate mai mare în instalare.

Evaluarea

GKN folosește SMARTOBSERVER pentru monitorizarea și analiza stării mașinii. Acest software a fost conceput special de ifm pentru monitorizarea stării instalațiilor. Aici se află toate valorile măsurate de senzori. În afara ilustrării tuturor valorilor de proces și a limitelor acestora, software-ul creează, spre exemplu, analize ale tendințelor, ajutând la optimizarea procesului de producție.

Mikael Alm explică: "Este foarte important pentru noi să înțelegem ce se întâmplă pe durata procesului de producție. Produsele noastre sunt foarte scumpe și trebuie să putem să aducem îmbunătățiri atunci când procesele nu sunt optime. În instrumentul nostru propriu de analiză putem folosi datele colectate de la SMARTOBSERVER, realizând astfel evaluări precise și acționând în mod corespunzător." Managementul extins al alarmelor din cadrul software-ului ifm permite întreținerea bazată pe condițiile mașinilor.

Concluzie

Cu ajutorul senzorilor și a SMARTOBSERVER, mașinile-unelte pot fi monitorizate automat și cu încredere. Defecțiunile sunt detectate în timp util, iar operația de întreținere este calculabilă și realizată în funcție de stare. Aceasta nu realizează doar economii de costuri, ci asigură și o disponibilitate maximă și o calitate maximă a produsului.

Concluzia lui Mikael Alm: "Am lucrat timp de mulți ani cu acest tip de întreținere și pot spune că se derulează în mod corespunzător. Soluția combinată de senzori și software ifm ne ajută să înțelegem și să ne îmbunătățim echipamentul și pe viitor, la fel ca în prezent. ifm oferă o asistență excelentă clienților, care ne-a ajutat întotdeauna să găsim o soluție la problemele noastre." Strânsa cooperare cu clientul este reflectată și în sloganul ifm: "ifm – aproape de tine".