Benzinger — Токарні й фрезерні верстати стають цифровими
Підтримка точності прецизійних машин
Компанія Benzinger покладається на комплексні рішення з цифровізації від ifm
Уже понад 100 років ім'я Benzinger є синонімом високоточних токарних і фрезерних верстатів, виготовлених у Німеччині. У штаб-квартирі компанії у Пфорцгаймі працює близько 170 співробітників. Компанія обслуговує такі вимогливі сектори, як аерокосмічна промисловість, гідравліка, інструментальне виробництво та ювелірна промисловість. Успіх компанії заснований на високому ступені власного виробництва, модульних концепціях машин і комплексному підході.
«Ми мислимо не про машини, а про рішення», — говорить Штеффен Кремер, експерт із токарних верстатів у компанії Carl Benzinger GmbH. «Наша мета — завжди пропонувати клієнту найкраще можливе рішення.» Щоб досягти цього, компанія у Пфорцгаймі обирає дуже високий рівень власного виробництва. Від механіки й електрики до виробництва компонентів на власних верстатах, збору, контролю якості та впровадження процесів — компанія Benzinger охоплює кожен етап під одним дахом.
Точність і довговічність, засновані на традиціях
Цей комплексний підхід також відображено в модульній конструкції машин. Різні моделі можна гнучко адаптувати до вимог замовника й сценаріїв застосування. Такі компоненти, як протяжні вузли, поворотні столи або хонінгувальні модулі для чистової обробки отворів, підбираються з урахуванням точної сумісності й поєднуються в індивідуальне рішення. Але чи це стандартний варіант чи індивідуальний — основна увага завжди приділяється максимальній точності.
«Наші клієнти в першу чергу розраховують на точність до останнього мікрона», — пояснює Кремер. «Ми задовольняємо цю потребу в найвищій точності за рахунок дуже жорсткої та міцної механічної конструкції.»
IO-Link: усталений промисловий стандарт
Крім точності та якості, компанія Benzinger приділяє дедалі більше уваги цифровим послугам і моніторингу процесів. Для цього компанія покладається на датчики й рішення IO-Link від ifm. IO-Link — відкритий стандарт для простої двонаправленої цифрової передачі даних між датчиками й виконавчими механізмами — був розроблений компанією ifm й іншими фахівцями з автоматизації та міцно закріпився в промисловому середовищі.
З моменту виходу на ринок у 2009 році було встановлено понад 50 мільйонів вузлів цієї інфраструктури «точка-точка».
IO-Link пропонує ряд переваг, які компанія Benzinger може використовувати з вигодою як для себе, так і для своїх клієнтів.
«IO-Link дає нам безліч можливостей у галузі механічного й електричного проєктування, які традиційна проводка просто не може запропонувати. «Завдяки децентралізованій інфраструктурі даних ми можемо, наприклад, проєктувати більш компактні системи загалом і знижувати складність проводки», — говорить Кремер.
Зображення 1: Щоб відповідати високим вимогам до точності, компанія Benzinger спирається на високий рівень власного виробництва.
Зображення 2: Такі датчики витрати забезпечують точну інформацію про стан токарного верстата Benzinger.
Дані датчиків ефективно збираються з використанням сумісних із польовими пристроями головних вузлів IO-Link. Оскільки датчики з’єднуються та підключаються до головного вузла O-Link через стандартні роз'єми M12, помилки підключення виключені. Потім головний вузол IO-Link передає дані в об'єднаному вигляді через польову шину або Ethernet на рівень ПЛК та ІТ. Завдяки цьому дані стають доступними як для керування машинами, так і для оцінки на рівні ІТ без додаткових зусиль. У результаті дані датчиків більше не використовуються виключно для управління процесами, а можуть бути перетворені на цінну інформацію для аналізу процесів і планування технічного обслуговування. Компанія Benzinger, наприклад, використовує цю можливість для моніторингу своїх шпинделів.
«Ми самі виготовляємо шпинделі. Завдяки встановленим датчикам вібрації ми отримуємо цінну інформацію про якість і надійність шпинделів безпосередньо з місця експлуатації.» Отримані знання використовуються для подальшої розробки цих ключових компонентів.
Стеження за ефективністю і справністю машини
Ще однією актуальною темою є моніторинг стану, який також спирається на дані датчиків для надання точної та безперервної інформації. «Наші клієнти розраховують на високу готовність обладнання», — говорить Кремер. Для забезпечення повної прозорості вимог до технічного обслуговування токарних і фрезерних верстатів стан їхньої працездатності постійно відстежується з використанням широкого спектру даних: Наприклад, безперервний аналіз вібрації допомагає негайно виявити ознаки дисбалансу, запобігаючи пошкодженню машини й зниженню якості деталей. Охолодження шпинделя контролюється за допомогою датчиків витрати. Оскільки IO-Link також передає температуру середовища, ми можемо оцінити ефективність охолодження шпинделя. Датчики рівня в другому контурі охолодження, що використовується для охолодження як інструмента, так і заготовки, гарантують постійну наявність достатньої кількості охолоджувальної рідини.
«Енергоефективність процесів стає дедалі більше важливою для наших клієнтів», — говорить Кремер. «Саме тому ми використовуємо лічильники стисненого повітря для точного визначення подачі в процес. Це гарантує максимально ефективне використання стисненого повітря.» Електроенергія в кіловатах і кіловат-годинах також постійно реєструється та аналізується. Збільшення споживання енергії може бути індикатором того, що може знадобитися технічне обслуговування.
Аналіз даних і віддалене обслуговування за допомогою хмарної платформи IIoT ifm moneo
Цей великий обсяг даних дає цінну інформацію про стан машини. За допомогою edgeGateway та LTE-роутера від ifm дані передаються в хмарну версію moneo — платформу IIoT від фахівців з автоматизації. У компанії Benzinger більшість даних передається через структуру IO-Link. Крім того, додатковий інтерфейс даних ifm Agent дає змогу підключати до moneo інші джерела даних,
як-от контролери машин чи лічильники електроенергії. moneo дозволяє користувачам централізовано збирати й аналізувати дані про машини й системи, а також приймати на їх основі осмислені рішення. У хмарній версії це можна зробити навіть на кількох об’єктах. Наприклад, можна легко контролювати вібраційні характеристики насосів, двигунів, шпинделів і вентиляторів, щоб запобігти відмовам, спричиненим пошкодженням підшипників чи дисбалансом. Такі параметри процесу, як температура, рівень, тиск, витрата й споживання електроенергії, також можна відстежувати централізовано за допомогою moneo. Якщо значення виходять за межі заданого діапазону, система автоматично повідомляє користувача. Більш розвинений аналіз даних на основі штучного інтелекту доступний із доповненням moneo IIoT-Insights. Завдяки функції Remote Connect обслуговування машин можна здійснювати навіть віддалено через moneo.
«У хмарному середовищі moneo клієнти можуть відразу побачити на панелі приладів, чи достатньо охолоджувальної рідини або чи потрібне додаткове обслуговування», — говорить Кремер. Однак не всі кінцеві клієнти Benzinger мають у своєму розпорядженні кадрові ресурси для безперервного аналізу даних і відповідного планування технічного обслуговування. «Ось чому багато клієнтів надають нам віддалений доступ до своїх машин для обслуговування. Потім ми отримуємо доступ до машини через функцію Remote Connect у moneo, щоб оптимізувати процеси за погодженням із замовником або рекомендувати заходи з технічного обслуговування.»
Контрольні дані розширюють можливості аналізу
«Якщо, так як і компанія Benzinger, ви також включите дані з контролера машини, які можна інтегрувати в moneo через ifm Agent, ви отримаєте повну картину стану машини. «Це забезпечує максимально можливу якість моніторингу стану й водночас підвищує якість проактивного сервісного обслуговування, що, у свою чергу, позитивно впливає на доступність обладнання та якість процесу», — говорить Крістоф Шнайдер, віцепрезидент з управління продуктами компанії ifm.
Від головного вузла IO-Link (зліва в центрі) й блоку оцінки датчиків вібрації (праворуч унизу) дані передаються через edgeGateway (праворуч угорі) у хмару.
Дані про роботу машини наочно відображаються та аналізуються на панелі керування moneo.
Висновок
Запровадивши цифровізацію та автоматизацію у свої виробничі процеси, компанія Benzinger змогла підвищити ефективність і водночас скоротити витрати. Завдяки новітнім сенсорним технологіям й аналізу даних потенційні проблеми можна виявити й вирішити на ранній стадії, перш ніж вони спричинять серйозні простої. Це не тільки допомагає продовжити термін служби машин, а й максимізує продуктивність і прибутковість для клієнтів.
