01. dubna 2020 22:06

Údržba 4.0 – inteligentní monitorování řetězů zabraňuje odstávkám

Sledování stavu řetězů

Monitorovací systém CCM-S, vyvinutý firmou iwis, nepřetržitě sleduje prodlužování řetězů za provozu způsobené jejich opotřebením a včas údržbáře varuje, že je třeba řetěz vyměnit.

Prediktivní údržba je klíčovým pojmem v kontextu průmyslu 4.0, pokud jde o maximalizaci využití strojů a zařízení. Nový inteligentní systém od dodavatele řetězů, firmy iwis antriebsysteme, působí jako prevence odstávek, které by byly potřebné pro neplánovanou údržbu a opravu: nepřetržitě sleduje prodlužování řetězů a dává včas varování, aby bylo možné přijmout odpovídající opatření.

Jestliže se řetěz v důsledku zatížení nebo působení vysoké teploty prodlouží nebo jestliže mají řetězy pohybující se souběžně různé délky, může to vést k problémům v činnosti strojů, i když odchylka činí jen jedno procento z nominální rozteče řetězu. Vezměme příklad z výroby čokolády, kde jsou na řetězy a řetězové převody kladeny velké požadavky, protože jejich nepřesnost může způsobit změnu pozice čokolády ve formičce.

Proto tam, kde výrobní linky vyrábějí čokoládové tyčinky, tabulkové čokolády nebo sušenky s čokoládou, mají pohonné řetězy velmi úzké tolerance délky, a velmi přísné požadavky jsou kladeny také přesnost souběžně se pohybujících řetězů. Řetězy dopravníků s formičkami musí neustále běžet souběžně – přesná pozice formiček je absolutní nutností. Mechanismy a komponenty strojů je proto třeba monitorovat a pravidelně je kontrolovat.

Ovšem když systém nahlásí, že stroj je třeba seřídit nebo řetězy vyměnit, bývá už často pozdě. Preventivní údržba umožňuje technikům reagovat pružněji a stroj udržovat s nižšími náklady.

Systém CCM-S nepřetržitě monitoruje činnost řetězových převodů

To je právě to, s čím toto chytré řešení od mezinárodního výrobce řetězů sídlícího v Mnichově přichází: Se systémem sledování stavu řetězů CCM-S (Chain Condition Monitoring – Smart) mohou uživatelé prostřednictvím senzorů nepřetržitě sledovat prodloužení pohonných řetězů bez nutnosti zastavovat pro to výrobu.

Patentovaný systém totiž měří prodloužení řetězů za provozu. To umožňuje provozovatelům strojů předat pracovníkům údržby aktuální informace, aby mohli včas přijmout potřebná opatření a určili, kdy bude třeba stroj odstavit a zda stačí řetěz napnout, nebo se bude muset vyměnit. Systém využívá inteligentní analýzu dat, která umožňuje servisním pracovníkům předem naplánovat servisní aktivity včetně potřebných lidských zdrojů.

Zlepšené využití strojů

„Nepřetržité měření prodloužení řetězů přináší našich zákazníkům nesporné výhody,“ říká Florian Wimmer, Value Engineer společnosti iwis. „Ty zahrnují méně odstávek a přerušení výroby na strojích a zařízeních, které by jinak nepříznivě ovlivňovaly schopnost podniku splnit požadované dodací lhůty. Jestliže lze údržbu s využitím našeho systému dopředu naplánovat, údržbáři mohou reagovat v pravou chvíli,“ vysvětluje.

Také doba potřebná pro údržbu je zkrácena, protože z CCM-S se technici dozvědí, které řetězy bude třeba vyměnit, a to ještě před tím, než stroj zastaví a odstraní kryt. „Tyto přínosy umožňují našim zákazníkům, aby zvýšili využití a produktivitu svých zařízení,“ dodává Wimmer.

Systém CCM-S měří prodloužení řetězu bezkontaktně a bez aktivního zásahu do pohybu řetězu. Modul je možné snadno přizpůsobit různým úlohám, kde využívají řetězové převody.

1) upevňovací bod (2x M6)
2) konektor USB
3) kryt
4) kluzné vedení
5) konektor IO-Link

Jednoduchá instalace plug and play

Modul CCM-S je plug nad play. Jeho instalace je velmi snadná a není třeba nastavovat žádné parametry nebo systém kalibrovat na zařízení. Modul se jednoduše namontuje na stroj a systém je připraven k použití, jakmile je se k němu připojí kabel.

Jestliže je modul instalován na stávající řetězový převod, uživatelé mohou okamžitě začít vyhodnocovat data o opotřebení prostřednictvím softwaru iwis a rozhraní IO-Link.

Bezkontaktně a bez zásahu do pohybu řetězu

Jakmile je monitorovací systém v provozu, pracuje diskrétně na pozadí: „Systém CCM zajišťuje přesné měření délky řetězu bezkontaktně a nezasahuje aktivně do pohybu řetězového převodu,“ říká Florian Madlener, ředitel výzkumu a vývoje společnosti iwis, o technickém řešení, na jehož vývoji se podílel.

Systém umožňuje měřit i rychlost řetězu. Vždy se současně zaznamenávají dvě hodnoty ze dvou senzorů umístěných na dvou místech.

d = daná vzdálenost mezi senzory A a B
n = počet článků řetězu mezi senzory A a B
p = rozteč
v = posun způsobený prodloužením řetězu

Měřené prodloužení řetězu je rozdíl dané vzdáleností mezi senzory (d) a jmenovité délky řetězu (n*p). Výstupem systému CCM-S je poměr mezi měřenou délkou řetězu a jmenovitou délkou nového řetězu. Hodnota prodloužení řetězu se udává v procentech.

Systém CCM-S vyvinutý firmou iwis využívá indukční princip měření: články řetězu se pohybují kolem cívek senzoru a mohou být identifikovány jako kovové objekty.

Retrofit bez problémů

Cílem konstruktérů společnosti iwis bylo navrhnout inteligentní systém, který bude použitelný pro nejširší škálu úloh a pro různé velikosti řetězů. „Protože systém CCM-S detekuje jen jednu stranu řetězu, je použitelný i pro dvojité a trojité řetězy,“ říká Florian Madlener.

Vysvětlil také, jak rychle a snadno může být systém nainstalován na nejrůznější stroje při jejich retrofitu, aniž by bylo nutné cokoliv přidávat na samotný řetěz.

Díky funkci SLE (prodloužení článku řetězu) systém nezaznamenává jen prodloužení celého řetězu. Funkce SLE totiž rozdělí řetěz na jednotlivé segmenty. Ty jsou měřeny samostatně a vyhodnocuje se rozdíl mezi jejich prodloužením a rodloužením celého řetězu. Aby se toho dosáhlo, musí být na vnější desky článků na obě strany řetězu namontovány magnety, které definují počátek a konec měřeného segmentu. To umožňuje vytvořit sloupcový graf znázorňující prodloužení jednotlivých částí řetězu.

Systém CCM-S tak dokáže měřit prodloužení každé jednotlivé části řetězu a výsledky přehledně zobrazovat.

Technické vlastnosti
• Systém CCM-S měří prodloužení řetězů těchto velikostí:
– britská norma: Rozteč 08B až 32B
– norma ANSI: Rozteč 40 až 160
• Teplota okolí: 0 °C až +70 °C
• Minimální dovolená rychlost: << 0,1 m/s
• Maximální dovolená rychlost: 5 m/s
• Materiál řetězu: Uhlíková nebo korozivzdorná ocel
• Krytí: IP67
• Rozhraní: IO-Link a USB

Myšlenka

„Pokročilá digitalizace ve strojírenství a rostoucí význam koncepcí, jako jsou průmysl 4.0, chytrá továrna, prediktivní údržba a sledování stavu strojů, vedou u části našich zákazníků k větším očekáváním. Chtějí produkty pro IIoT, pro inteligentní řešení pro sledování stavu strojů a pro vyšší spolehlivost zařízení. Uspokojení těchto požadavků bylo naší motivací a hnací silou vývoje předního monitorovacího systému pro řetězové převody.“

Co ještě CCM-S dokáže?

• Monitorování teploty
Systém využívá senzor k měření teploty kluzného vedení na povrchu válečků řetězu. Zvýšená teplota je indikátorem nedostatečného mazání. Další senzor měří teplotu CPU v modulu CCM-S.
• Senzor házení
Jestliže řetěz narazí do kluzného vedení CCM-S, je to zaregistrováno senzorem házení. Házení může být způsobeno např. zatuhlým spojem článků, přičemž příčinou zatuhnutí může být nedostatečné mazání.
• Multi-CCM-S
Řetězy s roztečemi přes 50,8 mm mohou být sledovány dvojicí modulů CCM-S, které jsou namontovány za sebou na stejné straně řetězu. Každý modul CCM-S pracuje samostatně.

Autoři:
Florian Madlener, ředitel vývoje a metrologie společnosti iwis antriebssysteme
Florian Wimmer, Value Engineer společnosti iwis antriebssysteme

www.iwis.com