GKN Aerospace - Виробництво двигунів без турбулентності
Верстат для високоточної металообробки
GKN Aerospace є провідним світовим крос-технологічним постачальником аерокосмічних технологій. Маючи 50 виробничих майданчиків у 15 країнах, компанія є постачальником понад 90 відсотків виробників літаків та двигунів у світі. Вони розробляють і виробляють інноваційні інтелектуальні системи та технології для аерокосмічної галузі, які використовуються, наприклад, у вантажних літаках і найбільших пасажирських літаках світу. Також компанія працює над космічними технологіями. Наприклад, вони виготовили ракетне сопло відомого Ariane 5.
GKN Aerospace виробляє компоненти двигунів для аерокосмічної промисловості
Мікаель Алм, інженер промислового IoT у GKN: "Ми виробляємо компоненти для авіаційних двигунів. У моєму відділі ND Digital ми працюємо на точних верстатах. Ми стежимо за нашими машинами за допомогою датчиків, щоб все працювало бездоганно і не сталося нічого непередбачуваного. Ми використовуємо різні датчики, щоб забезпечити бездоганний виробничий процес. Близько 3 років ми використовуємо датчики вібрації від ifm. Вони контролюють шпинделі наших верстатів."
У металообробці існують різні операції, які повністю автоматизовані і виконуються комп’ютерами. Фрезерні головки проходять крізь метал із високою швидкістю обертання. Ріжучі інструменти створюють стрижні з точністю до мікроміліметра, а свердла роблять точні отвори. Так у найкоротші терміни виготовляються високоточні компоненти, зокрема, для авіаційних турбін.
Забезпечення безвідмовної та безпроблемної обробки заготовки є найвищим пріоритетом. Це єдиний спосіб постійно гарантувати високу якість продукції. Через високу швидкість обробки і технологічні сили, потрібні швидкореагуючі системи діагностики, які негайно виявляють пошкодження інструменту або зіткнення під час обробки і негайно зупиняють процес, запобігаючи пошкодженню верстата і заготовки. Постійна вібраційна діагностика виявилася оптимальною процедурою.
Достатня кількість охолоджувачів для захисту інструменту та заготовки
Мінімальні дисбаланси показують помилки
Центральним елементом цієї системи є високочутливий і надзвичайно надійний датчик вібрації від спеціаліста з датчиків ifm electronic, який встановлюється безпосередньо на корпус шпинделя. Вібраційний датчик типу VSA є невеликим мікромеханічним датчиком прискорення, який безперервно виявляє вібрацію на поверхнях машин, що не обертаються.
Малюнок 1: Постійно слухаючий: Датчик вібрації VSA004 від ifm розміщений прямо на шпинделі. Малюнок 2: Блок оцінки VSE100 виявляє найменші відхилення і подає сигнал у разі перевищення граничних значень.
VSA настільки чутлива, що виявляє навіть найменші пошкодження на фрезерній головці, яка сама по собі має розмір міліметра, через виникаючий дисбаланс. Зміни в силах різання, які можуть бути спричинені, наприклад, тупим свердлом або занадто великою кількістю стружки, виявляються та повідомляються в діагностичний пристрій через змінені характеристики вібрації. В GKN, блок оцінки VSE100 від ifm. Він обробляє сигнали від до чотирьох датчиків вібрації та може викликати попередження або зупинити машину в разі несправності. Дані передаються на контролер вищого рівня через Ethernet.
Граничні значення для виявлення вібрації та зіткнення можуть бути збережені в контролері машини для кожного інструменту та для кожного етапу процесу. Щоб визначити їх заздалегідь, програмний цикл виконується в режимі навчання. Індивідуальні дані про вібрацію та налаштовувані значення допуску зберігаються в контролері для кожного інструменту. Якщо під час обробки ці значення перевищуються, це інтерпретується як помилка і видається попереджувальне повідомлення або обробка зупиняється в залежності від амплітуди вібрації.
Іншою захисною функцією є контроль стану шпинделя. Знос підшипників складної механіки шпинделя виявляється і сигналізується на основі незвичайних вібраційних характеристик. Це забезпечує користувачеві додаткову безпеку.
Інші датчики:
Система оцінки має два аналогових входи, куди можна інтегрувати додаткові датчики для моніторингу параметрів вимірювання. GKN використовує незліченну кількість PN7 датчиків тиску для постійного контролю тиску в трубі охолодження. Падіння тиску може зупинити процес охолодження та пошкодити інструмент і деталь. Саме тому датчики сигналізують про занадто низький робочий тиск у разі несправності.
GKN підключила всі датчики до центрального контролера через AS-i систему шин. Двожильний плоский кабель передає сигнали від до 127 датчиків за допомогою AS-i IO-модулів до AS-i майстра. Шинна проводка значно зменшує витрати на прокладання кабелів і забезпечує більшу гнучкість монтажу.
Малюнок 1: Датчики тиску контролюють тиск в контурі охолодження.Малюнок 2: Зменшує проводку: AS-i модулі збирають дані датчиків і передають їх на контролер через 2-жильний шинний кабель.
Оцінка
GKN використовує SMARTOBSERVER для моніторингу та аналізу стану машини. Це програмне забезпечення було спеціально розроблене ifm для моніторингу стану установок. Всі виміряні значення датчиків зустрічаються тут. Крім ілюстрації усіх значень процесу та їх обмежень, програмне забезпечення створює, наприклад, аналіз тенденцій, допомагаючи оптимізувати виробничий процес.
Мікаель Алм пояснює: "Для нас дуже важливо розуміти, що відбувається під час виробничого процесу. Наша продукція дуже дорога, і ми повинні мати можливість вносити вдосконалення, коли процеси не зовсім вірні. Ми можемо використовувати зібрані дані від SMARTOBSERVER у нашому власному інструменті аналізу, таким чином роблячи точні оцінки та діючи відповідно до них." Розширене керування аварійними сигналами програмного забезпечення ifm дозволяє проводити технічне обслуговування машин залежно від стану.
Для прозорості та оптимізації: Програмне забезпечення SMARTOBSERVER збирає, візуалізує та аналізує всі дані датчиків
Висновок
За допомогою датчиків і SMARTOBSERVER верстати можна контролювати автоматично і надійно. Несправності виявляються вчасно, а операції з технічного обслуговування є прорахованими та залежать від стану. Це не тільки заощаджує витрати, але й забезпечує максимальну доступність і найвищу якість продукції.
Мікаель Алм підсумовує: "Багато років я працював з таким типом технічного обслуговування, і він працює так, як і має бути. Комбіноване рішення датчиків і програмного забезпечення ifm допоможе нам зрозуміти і вдосконалити наше обладнання в майбутньому, як і зараз. ifm надає відмінну підтримку клієнтів, яка завжди допомагала нам знайти рішення наших проблем." Тісна співпраця з клієнтом також відображена у слогані ifm: "ifm - поруч з вами"