Съвременна сензорна технология позволява мониторинг на процеса в зоната на обработка

04.07.2023   |   Начало»Технологии

Редактор
Екатерина Амова

Редактор
Екатерина Амова

Бързото развитие на дигиталните технологии и индустриалният интернет на нещата (IIoT) са двигателите на "Индустрия 4.0 ". В хода на този процес съвременните производствени технологии се комбинират с IIoT системи с цел автоматизирано автономно производство. Тези промени идват в отговор на непрекъснато нарастващите изисквания за точност, ефективност и гъвкавост на производствените процеси в комбинация с растящия недостиг на квалифицирана работна ръка.

Ключова технология за справяне с тези предизвикателства представя Emo Hannover в материал, посветен на интелигентните системи за мониторинг, предоставящи количествени данни за състоянието на машините и процесите. 

Мониторингът е от голямо значение особено при процеси, създаващи висока стойност с пряко влияние върху качеството на крайните продукти, като фрезоване и пробиване. Както е известно, режещите инструменти са подложени на големи натоварвания и постепенно се износват. Това, от своя страна, влияе пряко върху точността на обработка и качеството на повърхността на произведените детайли. В някои случаи може да доведе до производствен брак, както и до счупване на инструмента и скъпоструващ престой на машината.

Често възникващите  вибрации са друг фактор с нежелани последици, като занижено качество на повърхността на произведените детайли, ускорено износване на инструменти и на критични компоненти на машинната.

Ролята на системите за мониторинг

За да бъдат открити и да се избегнат тези нежелани сценарии и в същото време да се увеличи максимално животът на режещите инструменти, съществена роля имат чувствителните и надеждни системи за мониторинг. Желателно е използването им да не води до прекъсване на процесите на обработка и намаляване на производителността на съоръженията.

Особено ефективен подход е интегрирането на устройство със сензорна технология в непосредствена близост до зоната на процеса, защото това дава възможност за минимизиране на влиянието на смущенията върху сигналите, респективно за постигане на по-висока чувствителност. Базираната на този подход система за мониторинг може да функционира успоредно с основния процес.

Smart Tool

Интелигентният държач за инструменти Smart Tool е разработен съвместно от специалисти от Института Фраунхофер за металообработващи машини и технологии за формоване (IWU) и Института Фраунхофер за интегрални схеми (IIS).

Холистична система за мониторинг

Системата Smart Tool разполага с обширна сензорна технология за измерване на процесни сили, вибрации и температури и дава възможност за следене на всички характерни параметри на процеса. Данните се предават чрез безжична връзка към аналитично устройство с графичен потребителски интерфейс, който позволява както мониторинг на процеса в реално време, така и офлайн диагностика.

Получените данни от сензорите не само създават основата за ръчно оптимизиране на процеса на обработка. Допълнителна връзка със система за управление на машината улеснява адаптивното управление на процесите. За целта се извличат значимите данни от мониторинга и с помощта на съвременни алгоритми за оценка се преобразуват в решения за адаптиране на работата на машината. Ефектите от тези действия също се проследяват, което позволява потенциално автономни настройки на параметрите на процеса.

Автономно захранване и възможност за автоматизация на производството

Енергията, необходима за постоянната работа на Smart Tool, се генерира посредством иновативно energy harvesting решение. Тази безжична технология се използва за първи път в областта на мониторинга на процесите и състоянието на инструментите по време на обработка. Прост компонент, включващ постоянни магнити, е монтиран на шпиндела на машината.

При въртеливото движение на инструмента в интегрирани в държача намотки се индуцира електрическо напрежение. По този начин се подава захранване към сензорите, устройството за обработка на сигнали и модула за предаване на данни. Поради малкия си размер магнитният държач не ограничава работното пространство, необходимо за нормалната експлоатация на машината и за автоматичната смяна на инструмента.

Друго съществено предимство е лесното интегриране на Smart Tool благодарение на конструкцията, която дава възможност за удобно присъединяване към всяка една машина.

Ключови думи: Emo Hannover   Smart Tool   металообработка   мониторинг на процесите   сензорна технология