Benzinger – Digitalni stroji za struženje in rezkanje
Ohranjanje natančnosti strojev
Podjetje Benzinger se zanaša na brezhibne rešitve za digitalizacijo podjetja ifm
Ime Benzinger je že več kot 100 let sinonim za zelo natančne stroje za struženje in rezkanje, izdelane v Nemčiji. Srednje veliko podjetje s približno 170 zaposlenimi na sedežu v Pforzheimu oskrbuje zahtevne sektorje, kot so letalska in vesoljska industrija, hidravlika, orodjarstvo in draguljarska industrija. Uspeh temelji na visoki stopnji lastne proizvodnje, modularnih konceptih strojev in celostni perspektivi.
»Ne razmišljamo o strojih, temveč o rešitvah,« pravi Steffen Krämer, strokovnjak za stružnice pri podjetju Carl Benzinger GmbH. »Naš cilj je vedno ponuditi stranki najboljšo možno rešitev.« Zato se podjetje v Pforzheimu odloča za zelo visoko stopnjo lastne proizvodnje. Od mehanike in elektrike do proizvodnje komponent na lastnih strojih, montaže, zagotavljanja kakovosti in izvajanja procesov – podjetje Benzinger pod eno streho pokriva vse korake.
Natančnost in vzdržljivost na podlagi tradicije
Ta celostni pristop se odraža tudi v modularni zasnovi strojev. Različne modele je mogoče prilagoditi zahtevam strank in scenarijem uporabe. Komponente, kot so enote za posnemanje, vrtljive mize ali moduli za honanje za fino obdelavo izvrtin, so izbrane tako, da se natančno prilegajo, in združene v individualno rešitev. Ne glede na to, ali gre za standardne ali prilagojene izdelke, je v ospredju vedno največja natančnost.
»Naše stranke iščejo predvsem zadnji mikron natančnosti,« pojasnjuje Krämer. »To zahtevo po najvišji natančnosti izpolnjujemo z zelo togo in vzdržljivo mehansko zasnovo.«
VI-povezava: uveljavljen industrijski standard
Poleg natančnosti in kakovosti se podjetje Benzinger vse bolj osredotoča na digitalne storitve in spremljanje procesov. Pri tem se podjetje zanaša na senzorje in rešitve IO-Link podjetja ifm. IO-Link – odprti standard za preprosto dvosmerno digitalno podatkovno komunikacijo med senzorji in aktuatorji – so razvili družba ifm in drugi strokovnjaki za avtomatizacijo ter se je uveljavil v industrijskem okolju.
Od uvedbe na trg leta 2009 je bilo nameščenih že več kot 50 milijonov vozlišč te infrastrukture točka-točka.
IO-Link ponuja več prednosti, ki jih lahko podjetje Benzinger koristno uporabi – tako znotraj podjetja kot za svoje stranke.
»Povezava IO-Link nam omogoča številne možnosti pri mehanskem in električnem načrtovanju, ki jih običajna ožičenja preprosto ne morejo ponuditi. Zaradi decentralizirane podatkovne infrastrukture lahko na primer oblikujemo kompaktnejše sisteme in zmanjšamo zapletenost ožičenja,« pravi Krämer.
Slika 1: Da bi izpolnili zahtevne zahteve glede natančnosti, se podjetje Benzinger zanaša na visoko raven lastne proizvodnje.
Slika 2: Takšni senzorji pretoka omogočajo natančen vpogled v stanje stroja za struženje podjetja Benzinger.
Podatki senzorja se učinkovito zbirajo z uporabo s poljem združljivih enot IO-Link master. Ker so senzorji ožičeni in povezani z enoto IO-Link master prek standardiziranih priključkov M12, so napake pri ožičenju izključene. Enota IO-Link master nato posreduje podatke v paketni obliki prek področnega vodila ali Etherneta na raven PLC in IT. Tako so podatki brez dodatnega napora na voljo tako za upravljanje stroja kot za vrednotenje na ravni IT. Zato se podatki senzorja ne uporabljajo več izključno za nadzor procesov, temveč jih je mogoče pretvoriti v dragocene informacije za analizo procesov in načrtovanje vzdrževanja. Podjetje Benzinger to možnost uporablja na primer pri spremljanju svojih vreten.
»Vretena izdelujemo sami. Zaradi nameščenih senzorjev vibracij prejemamo dragocene informacije o kakovosti in robustnosti vreten neposredno s terena.« Pridobljena spoznanja neposredno vplivajo na nadaljnji razvoj teh ključnih komponent.
Spremljanje učinkovitosti in zdravja strojev
Druga vse bolj pomembna tema je spremljanje stanja, ki prav tako temelji na podatkih senzorjev, da bi zagotovili natančne in neprekinjene vpoglede. »Naše stranke se zanašajo na visoko razpoložljivost strojev,« pravi Krämer. Da bi zagotovili popoln pregled nad zahtevami za vzdrževanje strojev za struženje in rezkanje, se zdravstveno stanje strojev nenehno spremlja z uporabo številnih podatkov: neprekinjena analiza vibracij na primer pomaga takoj odkriti znake neuravnoteženosti, kar preprečuje poškodbe stroja in slabšo kakovost delov. Hlajenje vretena se spremlja s senzorji pretoka. Ker povezava IO-Link prenaša tudi temperaturo medija, je mogoče oceniti učinkovitost hlajenja vretena. Senzorji nivoja v drugem hladilnem krogu, ki se uporablja za hlajenje orodja in obdelovanca, zagotavljajo, da je vedno na voljo dovolj hladilnega sredstva.
»Energetska učinkovitost procesov je za naše stranke vedno bolj pomembna,« pravi Krämer. »Zato uporabljamo merilnike stisnjenega zraka za natančno zaznavanje dovoda v proces. To zagotavlja, da se stisnjen zrak uporablja čim bolj učinkovito.« Neprestano se beleži in analizira tudi električna energija v kilovatih in kilovatnih urah. Povečanje porabe energije je lahko pokazatelj, da je morda potrebno vzdrževanje.
Analiza podatkov in oddaljeno vzdrževanje s platformo IIoT v oblaku ifm moneo
To bogastvo informacij ponuja dragocen vpogled v zdravje stroja. Z uporabo ifm sistema edgeGateway in usmerjevalnika LTE se podatki prenesejo v oblačno različico sistema moneo, platforme IIoT specialista za avtomatizacijo. Pri podjetju Benzinger se večina podatkov prenaša prek strukture IO-Link. Poleg tega opcijski podatkovni vmesnik ifm Agent omogoča povezavo drugih virov podatkov,
kot so krmilniki strojev ali merilniki energije, z moneo. moneo uporabnikom omogoča centralno zbiranje in analizo podatkov o strojih in sistemih ter iz njih izpeljati smiselne ukrepe. V različici v oblaku lahko to storite celo na več lokacijah. Na primer, vibracije črpalk, motorjev, vreten in ventilatorjev je mogoče priročno spremljati in tako preprečiti okvare zaradi poškodb ležajev ali neuravnoteženosti. Procesne vrednosti, kot so temperatura, nivo, tlak, pretok in poraba električne energije, je mogoče centralno spremljati tudi prek sistema moneo. Če se vrednosti premaknejo izven opredeljenega območja, sistem samodejno opozori uporabnika. Z dodatkom moneo IIoT-Insights je na voljo naprednejša analiza podatkov, ki temelji na umetni inteligenci. S funkcijo Remote Connect lahko stroje servisirate tudi na daljavo prek sistema moneo.
»V okolju moneo oblaka lahko stranke na nadzorni plošči takoj vidijo, ali je na voljo dovolj hladilnega sredstva ali je potrebno drugo vzdrževanje,« pravi Krämer. Vendar pa vse končne stranke podjetja Benzinger nimajo dovolj kadrovskih virov za stalno analizo podatkov in s tem povezano načrtovanje vzdrževanja. »Zato nam številne stranke za namene vzdrževanja odobrijo oddaljen dostop do svojih strojev. Do stroja nato dostopamo prek funkcije Remote Connect v sistemu moneo, da v dogovoru s stranko optimiziramo procese ali priporočimo ukrepe za vzdrževanje.«
Kontrolni podatki izboljšujejo možnosti analize
»Če tako kot pri podjetju Benzinger vključite tudi podatke iz krmilnika stroja, ki jih je mogoče vključiti v sistem moneo prek ifm Agent, dobite popolno sliko stanja stroja. To zagotavlja najvišjo možno kakovost spremljanja stanja in hkrati izboljšuje kakovost ponudbe proaktivnih storitev, kar pozitivno vpliva na razpoložljivost strojev in kakovost procesov,« pravi Christoph Schneider, podpredsednik za upravljanje izdelkov pri družbi ifm.
Podatki se iz enote IO-Link master (sredina levo) in ocenjevalne enote za senzorje vibracij (spodaj desno) prek vmesnika edgeGateway (zgoraj desno) prenesejo v oblak.
Strojni podatki so jasno prikazani in analizirani v nadzorni plošči moneo.
Zaključek
Z vključitvijo digitalizacije in avtomatizacije v svoje proizvodne procese je podjetje Benzinger povečalo učinkovitost in hkrati zmanjšalo stroške. Z najsodobnejšo senzorsko tehnologijo in analizo podatkov je mogoče morebitne težave odkriti in odpraviti zgodaj, še preden povzročijo večji izpad. S tem se ne podaljša le življenjska doba strojev, temveč se povečata tudi produktivnost in dobičkonosnost za stranke.
