acs Attendorn – Maximální transparentnost při lisování
Jak vývoj a sériová výroba využívají monitorování zdvihu pomocí „ifm SmartStamp“
Automotive Center Südwestfalen v německém Attendornu již více než deset let rozvíjí efektivní, udržitelné a technologicky vyspělé výrobní procesy jako výzkumné zařízení a poskytovatel služeb pro dodavatelský průmysl a OEM. Software pro monitorovaní lisu „ifm SmartStamp" od specialisty na automatizaci, společnosti ifm, se používá na servo lisu.
Cílem společnosti Automotive Center Südwestfalen (acs) je podpořit zákazníky sdruženými odbornými znalostmi v oblasti vývoje, využít synergie a tím odlehčit jednotlivým společnostem od finanční a časové zátěže. Společnost acs poskytuje komplexní kapacity v různých oblastech, jako je virtuální vývoj, technologie spojování, technologie plastů, technologie tváření a testování součástí.
Různé tvarování v rychlém sledu za sebou
„V oblasti tvářecí techniky můžeme s naším servo lisem o lisovací síle 1 000 tun provádět všechny tvářecí zkoušky důležité pro automobilový průmysl, stejně jako vývoj procesů, prototypování a malosériovou výrobu,“ říká Jan Böcking, který ve společnosti acs vede oddělení tvářecí techniky. Kromě tváření oceli a hliníku za studena a za tepla můžeme tvářet také vláknové kompozity. Výhodou servotechnologie je vysoká flexibilita, s níž můžeme provádět tvářecí procesy. To nám umožňuje provádět tvářecí procesy pomocí řízení síly nebo posunu. To nám dovoluje přesně přizpůsobit rychlostní profil různým procesům tváření.“
Přesná analýza pro efektivní vývoj
Pro další zvýšení přesnosti výsledků a získání ještě lepšího přehledu o průběhu síly při zkoušce vybavila společnost acs v roce 2023 svůj servo lis dalšími senzory a softwarem „ifm SmartStamp“. „Ve společnosti acs zpravidla neprovádíme sériovou výrobu, ale prototypové série s několika zdvihy. Aby bylo možné efektivně pokročit ve vývoji součásti a procesu tváření, vyhodnocuje se testovaná součást a samotný proces lisování po každém zdvihu,“ říká Böcking. „Dříve nám chyběly vhodné senzory a software, které by nám poskytly komplexní pohled, který by nám umožnil přesně analyzovat a vyhodnotit každý jednotlivý zdvih. Software ifm pro monitorování lisů nám to nyní umožňuje.“
Obrázek 1: Tvářitelnost kovových plechů se zkoumá u společnosti acs pomocí standardizované zkoušky Nakajima. Standardizované vzorky se deformují pomocí půlkulového razníku, dokud vzorek nepraskne.
Obrázek 2: Senzory polohy (levá strana obrázku) přesně detekují pohyb lisu. Čtyři takové snímače jsou dodatečně vybaveny softwarem ifm SmartStamp.
Obrázek 3: Na zkušebním vzorku je patrná tvorba trhlin typická pro zkoušku Nakajima. Cíleným přetížením materiálu získáte informaci o tom, zda z něj lze vytvořit například automobilový díl.
Minimální nároky na integraci, vysoká návratnost investic
S aplikací „ifm SmartStamp“ nabízí specialista na automatizaci ifm softwarový nástroj, který během milisekund rozpozná naklonění, excentricitu a výsledný klopný moment na tvářecích lisech. Obsluha zařízení je okamžitě upozorněna, pokud se lis pohybuje mimo cílový rozsah. „Pokud je beran nakloněný příliš daleko, je vedení lisu nadměrně namáháno a dlouhodobě se poškozuje,“ říká Christoph Schneider, viceprezident produktového managementu pro aplikace ve společnosti ifm, která se specializuje na automatizaci. „Může také dojít k poškození ložisek nebo ozubených kol a k prasklinám, například v hlavě lisu. Z konstrukčních důvodů nebo z důvodu nesouososti při výměně nástroje může být lis vystaven také mimostředovému zatížení, které zvyšuje naklápěcí moment. Díky aplikaci ifm SmartStamp lze tomuto nesprávnému nakládání a jeho nákladným důsledkům zabránit s minimálním úsilím. K efektivnímu využití softwaru stačí na všechny čtyři lisovací stojany namontovat čtyři vysoce přesné snímače polohy, které detekují naklápění.“
Do výpočtu jsou zahrnuta stávající data ze senzorů
Do softwaru jsou rovněž začleněna data ze senzorů síly, které jsou obvykle již nainstalovány, a informace o počtu nástrojů a rychlosti zdvihu, které lze načíst prostřednictvím řídicího systému. „V aplikaci ifm SmartStamp jsou všechna tato data a hodnoty zpracovány do přehledných a smysluplných informací. To znamená, že obsluha stroje může během prvního cyklu zdvihu zjistit, zda je například nástroj správně namontován nebo zda je třeba provést seřízení,“ říká Schneider.
Přesná analýza, zdvih za zdvihem
Jak vysvětluje Bösking, společnost acs využívá i tyto přesné údaje pro každý jednotlivý zdvih: „Tato přesná data nám pomáhají přesně analyzovat skutečný proces lisování a chování materiálu a nástroje při testech prototypů. To nám umožňuje provádět změny pro každý zdvih a okamžitě pochopit účinky na nástroj a obrobek. Zaznamenaná data můžeme také znovu použít ve virtuální simulaci, což sbližuje reálný proces a počítačovou simulaci.“
Průběh síly během lisování lze přesně sledovat v softwaru ifm SmartStamp. Software lze snadno a bezproblémově integrovat do platformy moneo IIoT společnosti ifm.
Bezproblémová integrace do platformy moneo IIoT
Analýzu dat zjednodušuje platforma moneo IIoT společnosti ifm, do níž je bez problémů integrován systém ifm SmartStamp. „Výhodou systému moneo je, že máme přístup k procesním datům a údajům o stavu lisu z každého pracoviště,“ říká Jan Böcking. „Funkce alarmu v systému moneo, nám umožňuje v reálném čase reagovat na překročení definovaných limitů a v případě nouze zastavit lis. Můžeme tak účinně zabránit vážnému poškození lisu a nástrojů.“
Jedenáct modulů pro kompletní digitální přehled lisu
Kromě softwaru pro analýzu samotného lisovacího procesu nabízí ifm deset dalších softwarových modulů, které lze bez problémů integrovat do platformy moneo IIoT. „Nabízíme moduly pro monitorování hydrauliky, stlačeného vzduchu a okruhu maziva,“ říká Christoph Schneider. Hlavní pohon – ať už servopohon, hydraulický pohon nebo konvenční pohon – lze rovněž monitorovat pomocí softwarového modulu. Uživatel může do softwaru integrovat stávající senzory a generovat data; případně nabízíme také vhodná kompletní hardwarová a softwarová řešení. Obsluha lisu tak má možnost sledovat všechny komponenty systému, které se přímo i nepřímo podílejí na lisovacím procesu, prostřednictvím centralizovaného a smysluplného kompletního přehledu a nechat je nezávisle nebo automaticky vyhodnocovat našimi nástroji umělé inteligence,“ říká Christoph Schneider.
Společnost acs usiluje o vytvoření digitálního dvojčete
Cílem společnosti Automotive Center Südwestfalen je také vytvořit kompletní digitální mapu lisu, jak zdůrazňuje Jan Böcking: „Naším cílem je stále více využívat výhod digitalizace a mapovat procesní digitální dvojčata. Se softwarem SmartStamp jsme nyní učinili první krok k přesnému záznamu kinematiky lisu a lisovacích sil. V budoucnu bychom rádi zaznamenávali všechny proměnné, které jsou důležité pro proces v reálném čase a využívali je ke skutečnému ověřování procesů a doprovázeli každý výrobek digitálním dvojčetem již od prvního okamžiku vývoje, abychom mohli ještě přesněji stanovit limity tváření a udržitelnosti výlisků za použití menšího množství materiálů. Očekáváme od toho mnoho výhod pro nás i naše zákazníky – jak z hlediska rychlosti vývoje, tak z hlediska úspory zdrojů.“
Závěr
Software ifm SmartStamp umožňuje společnosti Automotive Center Südwestfalen ještě přesněji analyzovat procesy lisování. Kompetenční centrum tak učinilo významný krok ke svému cíli, kterým je ještě efektivnější provádění procesů tváření pro výzkum materiálů a vývoj výrobků. Software je také základním stavebním kamenem na cestě k vytvoření digitálního dvojčete.
