W. v. d. Heyde - Testiranje puščanja aluminijastih platišč
IO-Link pomaga pri preskušanju tesnosti aluminijastih platišč
Če avtomobilsko kolo izgubi zrak, večina od nas upravičeno domneva, da gre za predrtje pnevmatike. Vendar se le redki zavedajo, da lahko tudi platišča puščajo zrak. Razlog za to je, da se pri izdelavi platišč v kalup vlije tekoča lahka kovina. Pri tem lahko nastanejo drobne porozne razpoke ali poti uhajanja, skozi katere lahko kasneje uhaja zrak. Zato proizvajalci aluminijastih platišč, preden jih dajo na trg, temeljito preverijo, ali platišča puščajo.
Družinsko srednje veliko podjetje W. v. d. Heyde s sedežem v mestu Stade v Nemčiji je specializirano za proizvodnjo industrijskih naprav za odkrivanje uhajanja za avtomobilsko industrijo. Generalni direktor Gerald Lüdolph pojasnjuje: »S trenutno približno 90 zaposlenimi oblikujemo in izdelujemo prilagojene rešitve za preskušanje tesnosti s preskusnim plinom v vakuumu. Naše strokovno znanje sega v sredino 90. let prejšnjega stoletja, ko smo začeli razvijati naprave za odkrivanje uhajanja za aluminijasta platišča. Danes svoje izdelke distribuiramo po vsem svetu in smo se na tem področju uveljavili kot vodilni na svetovnem trgu.«
Postopek preskušanja
Naprave za odkrivanje uhajanja temeljijo na vakuumski tehnologiji in vbrizgavanju plina. Pri preskušanju tesnosti je platišče z obeh strani zatesnjeno z gumijasto ploščo in pokrovom. Nato se zunanjost in notranjost platišča izpraznita z vakuumskimi črpalkami. Na koncu se v zatesnjeno zunanjost platišča spusti preskusni plin. V ta namen se običajno uporablja helij, saj je še posebej učinkovit pri odkrivanju tudi majhnih uhajanj.
Zaradi tlačne razlike med zunanjostjo in notranjostjo platišča bo plinska mešanica helija prehajala skozi morebitne pore ali kapilare v notranjost platišča. Pri tem se koncentracija helija meri z zelo natančnim masnim spektrometrom. Dokler ne preseže določenega praga, se aluminijasto platišče šteje za tesno, v nasprotnem primeru se zavrne.
Preden je platišče odobreno, se izloči in obnovi mešanica helijevih preskusnih plinov. »Zahvaljujoč temu postopku lahko našim strankam ponudimo visoko raven stroškovne učinkovitosti, saj se uporabljeni preskusni plin ne izpusti v ozračje, temveč se reciklira,« pravi Jens Westmeier, vodja skupine za mehansko oblikovanje pri podjetju von der Heyde.
Slika 1: Pri aluminijastih platiščih se z vakuumsko tehnologijo preveri tesnost.
Slika 2: Preizkuševalec uhajanja podjetja W. v. d. Heyde.
Slika 3: Senzorji pretoka zaznavajo komprimiran zrak in mešanico preskusnega plina helija.
Prenova stroja
V preteklosti sta testiranje uhajanja in obdelava preskusnega plina potekala v ločenih delih stroja. S prenovo se je to bistveno spremenilo.
»Ključni cilj prenove je bil spremeniti dva ločena stroja v enega, da bi zmanjšali prostor in strankam ponudili kompaktno rešitev, ki vključuje vse potrebne funkcije, ki sta jih prej opravljala dva stroja. S tem prihranite veliko prostora v proizvodni hali stranke,« pravi Jens Westmeier.
Avtomatizacija z IO-Link
V okviru prenove je bil nivo senzorja v celoti pretvorjen v IO-Link, kar prinaša številne prednosti. Joost Bochynski, odgovoren za nadzorno tehnologijo, pojasnjuje: »Uporabljamo različne senzorje družbe ifm, vključno s fotoelektričnimi senzorji, senzorji pretoka in tlačnimi senzorji. Z IO-Link lahko optimalno analiziramo te senzorje in pridobimo veliko prej nedostopnih informacij. Primer je senzor pretoka SD, ki ga uporabljamo v več različicah: SD6500 za komprimiran zrak, SD6600 za oblikovanje plina in SD6800 za helij. Senzorji nam omogočajo ugotavljanje trendov porabe, kar brez IO-Link ne bi bilo mogoče s tako natančnostjo. Z razširjenimi informacijami iz senzorja lahko v krmilniku zbiramo dnevne, tedenske in mesečne podatke o porabi, strankam omogočamo vpogled v pomembne trende in odkrivamo notranja uhajanja v strojnih linijah. Naše stranke imajo na koncu koristi od prihrankov pri stroških. Učinkovitost in kakovost sta se z uporabo senzorjev IO-Link v primerjavi z analognimi signali močno izboljšali. Zdaj lahko veliko natančneje ugotovimo, ali ima senzor, npr. tlačni senzor, težavo ali deluje zanesljivo. Naše diagnostične zmogljivosti prej niso bile tako obsežne, kar je pomenilo, da je bila avtomatizacija veliko težja. Z diagnostično funkcijo prek IO-Link lahko pravočasno zaustavimo proces in preprečimo drage naknadne okvare.«
Povezovanje analognih senzorjev prek IO-Link
Poleg tega lahko običajne analogne senzorje z izhodom 4...20 mA brez težav vključite v infrastrukturo IO-Link z uporabo pretvorniškega vtiča DP2200. Tak primer so vakuumske črpalke, ki so opremljene z zelo natančnimi pretvorniki absolutnega tlaka (PT0505) z analognim tokovnim izhodom. Pretvorniški vtič te senzorje digitalno vključi v infrastrukturo IO-Link in jih poveže s krmilnikom.
Slika 1: Vsi senzorji in aktuatorji komunicirajo s krmilnikom stroja prek modulov IO-Link masterja.
Slika 2: Tudi funkcije, povezane z varnostjo, je mogoče izvajati s posebnimi enotami IO-Link master.
Varnost prek IO-Linka
Prek IO-Link se lahko prenašajo tudi signali, povezani z varnostjo. W. v. d. Heyde uporablja modul AL200S PROFIsafe IO-Link družbe ifm.
Thorben Reyelt, vodja skupine za elektrotehniko: »V stroj smo vgradili modul AL200S IO-Link, tako da lahko varno ustavimo gibanje aktuatorjev. To pomeni, da naš stroj ostane v varnem stanju in se ustavi, ko so vrata odprta. Varnost upravljavca je zagotovljena, saj se stroj v tem stanju ne more premikati. To je še posebej pomembno pri vzdrževalnih delih ali preverjanju procesov v sistemu.«
Modul PROFIsafe IO-Link ima z varnostjo povezane digitalne vhode in izhode, ki jih lahko uporabite na primer za priključitev varnih mehanskih kontaktov, aktuatorjev ali senzorjev OSSD. Upravlja se s telegramom PROFIsafe, ki se prenaša prek IO-Link. Modul AL200S ima osem digitalnih vhodov in štiri digitalne izhode, pri čemer imajo slednji največjo nazivno moč dva ampera.
Prikaz stanja
Stanje preskusnega sistema je jasno prikazano z optičnimi signali. Testno območje je opremljeno z barvnimi diodami LED, ki med nastavitvijo sistema svetijo belo. Ko je preskus platišča končan, se barva diode LED vidno spremeni v zeleno ali rdečo, odvisno od rezultata preskusa.
Poleg tega se stanje stroja in testa barvno prikaže na strehi stroja s pomočjo 3-segmentnega svetlobnega stolpa LED tipa DV2310. Svetlobni stolp lahko priročno upravljate tudi prek IO-Link.
Poleg tega je W. v. d. Heyde izkoristil posebnost svetlobnega stolpa: če senzorji pretoka zaznajo uhajanje v ceveh sistema, se za iskanje uhajanja uporabi detektor uhajanja, ki ga uporabnik ročno vodi po ceveh. Merilni signal iz detektorja uhajanja prek IO-Link nadzoruje slišnost zvočnega signala, vgrajenega v svetlobni stolp, v razponu od 0 do 100 odstotkov. Bolj ko se detektor približuje uhajanju, glasnejši je zvočni signal. Ta zvočna povratna informacija uporabniku omogoča enostavno in hitro ugotavljanje uhajanja na stroju, tudi v hrupnih proizvodnih okoljih.
Svetlobni stolp LED, ki temelji na IO-Link, je dobro viden od daleč in ima vgrajen zvočni signal.
Zaključek
Podjetje W. v. d. Heyde je s prehodom na tehnologijo, ki temelji na IO-Link, lahko bistveno izboljšalo svoj postopek preskušanja tesnosti aluminijastih platišč. Z integracijo IO-Link na ravni senzorjev se ne le učinkoviteje uporabljajo običajni senzorji, temveč se varno prenašajo tudi signali, povezani z varnostjo. Možnost vizualne in akustične signalizacije stanja stroja in preizkusa izboljša enostavnost uporabe za upravljavce in pripomore k hitrejšemu odkrivanju težav. Na splošno tehnologija IO-Link, ki jo uporablja podjetje W. v. d. Heyde, omogoča natančnejše, učinkovitejše in varnejše preskušanje tesnosti aluminijastih platišč, kar na koncu vodi k večji kakovosti in stroškovni učinkovitosti v proizvodnji.
