Tilstandsovervågning og dataanalyse i skyen

I dagens fabrikker, for at forhindre skader på maskiner, sensorer udløser ofte en alarm, så snart udstyret begynder at udvise mistænkelig adfærd - men sjældent udnyttes disse sensordata fuldt ud. Ved Hannover Messe Preview den 12. februar, 2020, forskere fra Fraunhofer Institute for Production Systems and Design Technology IPK viser netop, hvad der er muligt, når sensorteknologi er forbundet til en cloud -platform:perfekt koordineret workflow -styring og optimering af hele flåder af værktøjsmaskiner.

Maskinværktøj er præcisionsapparater. De fræser, drej og slib emner med mikrometernøjagtighed. Denne præcision kan kun opnås, når mekaniske dele fungerer perfekt sammen, og intet vibrerer. Trods alt, vibrationer kan overføres til værktøjerne og i sidste ende føre til fejl og unøjagtigheder i det færdige emne. Når det går galt, klager følger og rammer producenten i lommen. Derfor er det vigtigt at genkende skader eller slid på maskiner på et tidligt tidspunkt. Af denne grund, mange maskiner overvåges af sensorer, der kan genkende - baseret på små vibrationer, for eksempel - at en komponent langsomt bliver slidt. Sensorerne kan udsende et advarselssignal om, at delen skal udskiftes, før der opstår skader. Dette er det, der er kendt som forudsigelig vedligeholdelse, og der er nu mange forudsigelige vedligeholdelsessystemer på markedet.

Livscyklus for værktøjsmaskiner gemt i skyen

Generelt, imidlertid, forudsigende vedligeholdelsessystemer forbliver selvstændige løsninger. Selvom de udsender en advarsel, så en komponent kan udskiftes, disse værdifulde oplysninger bruges sjældent til yderligere brug. Eksperter fra Fraunhofer IPK i Berlin har nu udviklet et system, der gør meget mere med forudsigelig vedligeholdelse. De integrerer sensorteknologien i en internetplatform, der gemmer hele livscyklussen for et eller flere værktøjsmaskiner. Dette baner vejen for omfattende dataanalyse, som kan bruges til at optimere maskiner eller hele arbejdsprocesser. I en interessant demonstration, holdet ledet af Claudio Geisert, vicechef for afdelingen for produktionsmaskiner og systemstyring på Fraunhofer IPK, vil vise, hvordan dette fungerer under Hannover Messe Preview den 12. februar, 2020 i hal 19 og under selve messen fra 20. til 24. april, 2020 på den fælles Fraunhofer -bod i hal 6, Stand A26. Til deres demonstration, forskerne har valgt en nøglekomponent i et værktøjsmaskine:et kugleskruedrev, som bevæger et emneholder i maskinen ekstremt præcist frem og tilbage på en spindel.

Sådanne spindler kan slides med tiden, hvilket fører til uønskede vibrationer, der kan skabe fejl i emnet - og som bør opdages så tidligt som muligt. Det smarte vedligeholdelsessystem udviklet af Fraunhofer IPK gør netop det. I hjertet af systemet er et sensorkredsløb, der indeholder en kommercielt tilgængelig sensorchip kendt som et mikroelektromekanisk system (MEMS). Disse MEMS er små siliciumkomponenter, der kan rumme forskellige indbyrdes forbundne teknologiske moduler på deres overflade. På denne måde kan de, for eksempel, måle miljømæssige stimuli, såsom vibrationer, og analyser dem med en tilsluttet processor. MEMS og processor danner tilsammen en sensorknude. "Millioner af MEMS som disse er monteret i biler og smartphones i dag. De er omkostningseffektive og alligevel tilstrækkeligt præcise til vores formål, "siger Claudio Geisert. Et vigtigt element er, at behandlingen af ​​sensorsignalerne finder sted direkte på sensorknudepunktet. processoren genkender en fejl i sig selv og kan videregive disse oplysninger.

Digital tvilling af maskinværktøj integreret i IoT -platform

Oplysningerne overføres til en Internet of Things (IoT) platform, som sender en alarm til servicekontoret, som derefter bestemmer hvad de skal gøre. For eksempel, det kan angive en passende dato for udskiftning af spindlen for at undgå produktionsstop på grund af maskinstop. Ud over, denne IoT-platform indeholder en såkaldt digital tvilling af værktøjsmaskinen-en digital kopi, der indeholder maskinens historie og alle forhold og driftsparametre.

Ring op og analyser flådens historie

Hvis, til sidst, den defekte spindel udskiftes, den digitale tvilling modtager også oplysningerne om, at den nu indeholder en ny komponent. "Kopiering af den faktiske tilstand af værktøjsmaskiner letter omfattende analyse, "forklarer Claudio Geisert. Operatørerne af maskinerne ville kunne genkende, for eksempel, om visse processer på maskinerne øger slid betydeligt, gør det muligt at tilpasse arbejdsprocesser i overensstemmelse hermed. Og producenterne af værktøjsmaskinerne kan få værdifulde indikationer for yderligere optimering af deres systemer. "Ultimativt, dette lader dig ringe op og analysere historien om en hel maskinpark for at finde mulige svagheder, "siger Geisert.

Overvågning af maskinparken på tværs af lokationer

Men at forbinde den rigtige maskine med IoT-platformen har også fordele for personalet på stedet, der servicerer maskinen. I IPK -løsningen, teknikere scanner først en QR -kode på maskinen for at kontrollere, at de arbejder på den rigtige maskine. Dette er især vigtigt i virksomheder, der har hele maskinparker. Komponenten kan også scannes og sammenlignes med dataene i den digitale tvilling - for at sikre, at en anden komponent ikke erstattes ved et uheld. Ud over, medarbejdere kan bruge en tablet -computer til at hente instruktioner til montering og fjernelse af en komponent. Når reparationen er udført, they can start a test run directly from the machine. If everything has gone well, they press an OK button to give the signal to update the component in the digital twin as well. "By connecting the machine and the sensors to the IoT platform, we now get, for første gang, a holistic picture of a machine or an entire fleet, " says Claudio Geisert. "This will enable large companies to monitor their full fleet of machines across individual locations." The IPK solution, which is being presented at the Hannover Messe Preview, is already so far developed that it can be used in industrial applications. It offers the possibility to adapt these technologies to the specific needs of various customers.