Švédský výrobce vozidel Scania je jedním z největších světových výrobců užitkových vozidel, autobusů a lodních a průmyslových motorů. Závod ve Stockholmu vyrábí mimo jiné výkonné motory pro nákladní automobily a autobusy. Senzory monitorují automatizovanou výrobu.
Senzorová technologie se používá k prevenci neplánovaných odstávek výroby. Neustále sleduje stav strojů a zařízení. Pokud dojde k překročení jakýchkoli mezních hodnot, chce personál údržby obdržet automatickou zprávu. Robert Bergkvist, automatizační technik společnosti Scania pro oblast IT a automatizace, říká: „Například pomocí průtokových a hladinových senzorů a běžných indukčních senzorů poskytujeme přehled o našich výrobních linkách. A co víc, data senzorů jsou pro nás velmi dobrá hodnota. Pomáhá nám provádět všechny druhy údržby. Data jsou velmi užitečná pro optimalizaci procesů. “
Diagnostika je vysvětlena pomocí příkladu na obráběcím stroji
Scania používá bezpočet obráběcích strojů. Všechny kroky procesu jsou plně automatizované a provádějí je počítačově řízené soustruhy a frézky. Vytvářejí formy pro hlavy válců v okamžiku.
Aby byly splněny vysoké standardy kvality, musí obráběcí stroje zaručit bezchybné a bezproblémové obrábění obrobků. Vysoká rychlost obrábění a velké procesní síly vyžadují totéž, aby se zabránilo poškození stroje. Stálá diagnostika vibrací se ukázala jako ideální řešení pro snížení poškození na minimum.
Drobná chyba, dramatické důsledky
Sotva si dokážete představit, jak proces skutečně funguje. Nástroje jsou však ve skutečnosti vystaveny extrémnímu mechanickému namáhání.
I když je jejich kvalita v nejlepším možném stavu, žádný operátor si to nepřeje narušit, když jsou v provozu. I drobná mechanická vada může mít vážné důsledky, pokud k ní dojde během obráběcího procesu. Například zlomený zub frézovací hlavy může obrobek poškodit a učinit ho nepoužitelným. Pokud k tomu dojde u složitého obrobku, tak jako u bloku motoru, může být poškození velmi drahé. Nejen že je nepoužitelný, ale požadované množství by již nebylo možné vyrobit. Výrobní proces by byl vážně narušen.
Neobvyklé vibrace znamenají poškození nástroje
Proto společnost Scania poskytuje svým obráběcím strojům automatický systém detekce poruch, jehož středem je vysoce citlivý a velmi spolehlivý senzor vibrací od specialisty ifm electronic.
„Monitorujeme vibrace nástroje, takže je můžeme vyměnit včas před tím, než se poškodí. Diagnostický software navíc ukazuje stav nástroje a to, zda potřebujeme upravit jakékoli parametry procesu“ říká Robert Bergkvist.
Díky datům senzoru lze procesní efektivitu zvýšit na maximum bez rizika kritického statusu stroje.
Zde pomůže kompaktní vibrační senzor VSA společnosti ifm. Je pevně přišroubován do otvoru ve skříni obráběcí hlavy. Tam průběžně detekuje vibrační charakteristiky během obráběcího procesu. Mikromechanický akcelerometr je tak citlivý, že detekuje i sebemenší nevyváženost způsobenou chybějícím zubem na frézovací hlavě, která má velikost milimetru.
Jednotlivé meze tolerance mohou být přiřazeny ke každému objektu, například výstražné a vypínací prahy. V případě posledně jmenovaného se vřeteno rotačního nástroje zastaví povelem zastavení posuvu nástroje“, takže hlava může být odstraněna z obrobku.
Detekce kolize
Další funkcí sledování vibrací je detekce kolizí. V sériové výrobě je celý proces frézování, soustruhu a vrtání obvykle testován pomocí simulace. Kolize mezi nástrojem a obrobkem souvisejí s programem, jsou obvyklé a při programování se berou v úvahu. Zejména při výrobě jednotlivých součástí mohou programové vady vést ke srážkám mezi nástrojem a obrobkem nebo částmi stroje. V tomto případě netřeba stroj zastavit co nejrychleji, aby se minimalizovalo poškození stroje a obrobku.
Monitorování vřetena
Další ochrannou funkci nabízí diagnostika vibrací. Vibrační charakteristika ložiskového prvku se měří jako reference a uloží se jako „dobrá hodnota“. Pokud jsou ložiska v komplexní mechanice vřetena opotřebena, projevuje se to neobvyklými vibračními charakteristikami. Při překročení konfigurovatelných tolerancí se zobrazí chybová zpráva. To zaručuje trvalé sledování stavu.
Jak funguje diagnostika vibrací?
Vibrační senzor ifm VSA je mikro-mechanický akcelerometr. Nepřetržitě detekuje vibrace na nerotujících částech stroje.
Je připojen k odpovídající vyhodnocovací jednotce VSE. Vyhodnocovací jednotka vyhodnocuje signály senzoru přímo z vibračního senzoru a přenáší do řídicího systému stroje.
Mezní hodnoty pro detekci vibrací a kolizí mohou být uloženy v řídícím panelu stroje pro každý nástroj. Chcete-li je předem určit, provede se programový cyklus pro režim učení. Samostatná data vibrací jsou uložena v řídicí jednotce a opatřena nastavitelnými hodnotami tolerance. Individuální nastavení mezní hodnoty je možné dokonce pro každý řez.
Překročení hodnot tolerance během obráběcího procesu je interpretováno jako chyba a v závislosti na amplitudě vibrací povede k varovné zprávě nebo dokonce zastaví proces obrábění.
ifm electronic, spol. s r. o.
Jihlavská 1558/21, 140 00 Praha 4
Tel.: +420 267 990 211
E-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
www.ifm.com/cz
