Мониторинг работы шпинделей
Мониторинг – один из ключевых и наиболее эффективных инструментов, обеспечивающих увеличение сроков и надежности эксплуатации оборудования. Станок включает в себя много компонентов, которые должны находиться под постоянным контролем, такие как каретки шлифовального круга, привода осей, помпы, пневматические или гидравлические цилиндры, механизмы смены инструмента, двери и т.д. Однако, основным рабочим узлом, сердцем фрезерного станка является шпиндель. Таким образом, основное внимание при мониторинге оборудования должно уделяться именно ему.
Система SmartVision от компании Fischer была разработана специально для решения данной конкретной задачи мониторинга.
Основная функция, которую выполняет система, - контроль работы шпинделя, а также самого процесса фрезерования, выполняемого шпинделем. При этом система SmartVision определяет и обрабатывает следующие сигналы датчиков мониторинга:
▬ температура подшипника
▬ температура внешней среды
▬ температура двигателя
▬ ток двигателя и количество оборотов
▬ вибрация (скорость/ускорение)
▬ механизм смены инструментов
▬ время эксплуатации
Дополнительная опция системы – сенсор слежения за сдвигами по оси, так называемый DMD (Displacement Measuring Device), с помощью которого можно измерить сдвиг по оси вала шпинделя относительно положения корпуса шпинделя.
Основываясь на данных фиксируемых сигналов, можно осуществлять мониторинг за следующими параметрами и условиями обработки:
▬ стабильность технологического процесса
▬ установка шпинделя и инструмента
▬ поломка инструмента
▬ уровень нагрузки (скорость, механизм смены инструмента)
▬ отсутствие функционирования смазки подшипника или системы охлаждения
▬ неправильная установка параметров конвертирования
Для того, чтобы отклонение от идеальных условий и параметров контролировались, перед эксплуатацией станка необходимо задать определенные предельные границы значений. Благодаря обширной базе данных различных параметров система позволяет устанавливать предельные границы для большинства операций.
Результат:
При помощи зафиксированных сигналов система SmartVision генерирует гистограмму (рис.1), которая дает полную информацию о переносимых нагрузках шпинделя.
Дополнительно непрерывно контролируются последние часы эксплуатации. Как только заданные предельные границы будут превышены, системой мониторинга будет выдано и сохранено сообщение об ошибке.
Online-контроль
Система SmartVision позволяет осуществлять передачу сообщений об ошибках и превышении заданных пределов по электронной почте или телефонным каналам связи, что позволяет предоставлять информацию о неполадках в службу наладчиков или даже напрямую производителю шпинделя.
Конкретный пример применения системы мониторинга:
Неправильно подобранный инструмент (как выяснилось, в последствии в ходе обследования) стал причиной преждевременного выхода из строя шпинделя на предприятии одного немецкого производителя деталей самолета. Общая длительность эксплуатации используемого шпинделя составила всего 200 часов. Станок работал в 3 смены 7 дней в неделю. Последствиями выхода из строя шпинделя стали значительные задержки поставки готовой продукции и отставание от производственного графика на целый месяц. При каждом сбое шпинделя происходило повреждение обрабатываемой детали.
После того как предприятие решилось на осуществление контроля за условиями технологического процесса с использованием системы SmartVision, все результаты мониторинга указали на то, что шпиндель и его компоненты были перегружены из-за сильных вибрации до 9,5 мм/с (RMS). (Согласно требованиям производителей шпинделя допустимый уровень вибрации должен находиться в пределах 4 мм/с (RMS), если на технический срок эксплуатации шпинделя с системой воздушно-масляной смазки не успели повлиять негативные факторы. Кроме того, технологи предприятия просмотрели записи сообщений об ошибках и времени их возникновения, чтобы идентифицировать инструмент, вызывающий повышенную вибрацию, и внести необходимые корректировки параметров. В результате данных мер уровень вибрации на станке был снижен и значительно увеличена производительность. Срок эксплуатации шпинделя составил, между тем, 6800 часов.