GKN Aerospace 無湍流的發動機生產
高精度金屬加工機床
GKN Aerospace 是全球領先的航空航天技術跨技術供應商。該公司在 15 個國家擁有 50 家工廠，為全球 90% 以上的飛機和發動機製造商供貨。他們開發和製造航空航天領域的創新智慧系統和技術，用於貨機和世界上最大的客機等。該公司還致力於空間技術。例如，他們生產了著名的亞利安 5 號運載火箭的噴嘴。
GKN Aerospace 為航空航天業生產發動機組件
GKN 工業 IoT 工程師 Mikael Alm：「我們生產飛機發動機組件。在我的部門 ND Digital，我們專攻精密機床。我們藉助感測器監控我們的機械，以便一切正常運行，不會發生意外情況。我們使用不同的感測器來確保生產流程完美無缺。大約 3 年以來，我們一直使用 ifm 的振動感測器。它們監控我們機床的主軸。」
金屬加工中有多種操作是由電腦完全自動化執行的。銑頭以高旋轉速度穿過金屬。切削工具可加工出微毫米級的軸，而鑽頭則可精確定位鑽孔。飛機渦輪機高精度組件等就是這樣在最短的時間內製造出來的。
確保工件的無故障加工是重中之重。這是持續保證高產品品質的唯一途徑。由於加工速度和流程力較高，需要快速反應的診斷系統，能夠立即偵測工具上發生的損壞或加工過程中的碰撞，並立即停止加工，從而防止損壞機械和工件。事實證明，永久振動診斷是最佳辦法。
充足的冷卻液可保護工具和工件
一點點的不平衡也能揭示錯誤
該系統的核心是感測器專家 ifm electronic 高度靈敏且極其可靠的振動感測器，該感測器直接安裝在主軸外殼上。VSA 型振動感測器是一種小型微機械加速度感測器，可連續偵測非旋轉機械表面的振動。
照片 1：持續監控：ifm 振動感測器 VSA004 置於主軸的右側。照片 2：VSE100 評估單元可偵測最小的偏差，並在超出極限值時發出信號。
VSA 非常靈敏，即使銑頭本身只有一毫米大小，只要發生不平衡，哪怕最輕微的損壞，它也能偵測到。例如，偵測到可能由於鑽頭變鈍或太多切屑引起的切削力變化，並由於振動特性的變化而報告給診斷單元。在 GKN，評估單元 VSE100 來自 ifm。它處理來自多達四個振動感測器的信號，並在發生故障時觸發警告或機械停止。資料透過乙太網網路傳輸至更高一級的控制器。
振動和碰撞偵測的極限值可針對每個工具和流程中的每個步驟儲存在機械控制器中。為了提前確定這些值，在示教模式下執行程式循環。單獨的振動資料和可調公差值針對每個工具儲存在控制器中。如果在機械加工過程中超過這些值，則會認定為錯誤，並根據振動幅度提供警告訊息或停止加工。
另一個保護功能是主軸狀態監控。複雜主軸機構的軸承磨損根據異常振動特性進行偵測並發出信號。這為使用者提供了額外的安全性。
其他感測器：
評估系統有兩個模擬輸入，可整合用於監控測量參數的附加感測器。GKN 使用無數個 PN7 壓力感測器來持續控制冷卻管中的壓力。壓力下降可能會導致冷卻流程停止並損壞工具和工件。這就是為什麼在故障情況下，如果工作壓力過低，感測器會發出信號的原因。
GKN 透過 AS-i 總線系統 將所有感測器連線至中央控制器。借助 AS-i IO 模組，2 線扁平電纜可將來自多達 127 個感測器的信號傳輸至 AS-i 主站。總線配線顯著降低了配線成本並提供了更高的安裝靈活性。
照片 1：壓力感測器監控冷卻迴路中的壓力。照片 2：減少配線：AS-i 模組收集感測器資料並透過 2 線總線電纜將其傳輸到控制器。
評估
GKN 使用 SMARTOBSERVER 來監控和分析機械狀況。該軟體是 ifm 專門為設備狀態監控而開發的。感測器的所有測量值都匯聚於此。除了列舉所有過程值及其限值之外，該軟體還建立趨勢分析等，幫助優化生產流程。
Mikael Alm 解釋說：「了解生產流程中發生的情況對我們來說非常重要。我們的產品非常昂貴，當流程不完全精準時，我們必須能夠作出改進。我們可以在自己的分析工具中使用從 SMARTOBSERVER 收集的資料，從而做出精確的評估並採取相應的行動。」ifm 軟體的廣泛警報管理有助於根據狀況對機械作出維護。
針對透明度和優化：SMARTOBSERVER 軟體收集、可視化並分析所有感測器資料
結論
藉助感測器和 SMARTOBSERVER，可以自動可靠地監控機床。故障可及時偵測，維護操作可計算、視情況而定。這不僅節省了成本，而且還確保了最大的可用性和最高的產品品質。
Mikael Alm 的結論：「多年來，我一直依賴這種維護，而且效果也符合預期。ifm 感測器和軟體的組合解決方案將幫助我們在未來了解和改進我們的設備，就像現在一樣。ifm 提供出色的客戶支援，始終幫助我們找到問題的解決方案。」與客戶的密切合作也體現在 ifm 的口號中：「ifm close to you」