Система противоаварийной защиты и мониторинга станочного оборудования
Несколько слов о самой компании – Montronix, немецкая компания, по всему миру уже установлено более 25000 систем, и в России более 500 станков работают с данной системой противоаварийной защиты и мониторинга станочного оборудования.
Стоит отметить, что не только крупные предприятия используют данное решение, но и небольшие частные компании – ведь цена выхода из строя основного станка для небольшого предприятия может быть еще выше. Уже более 100 станков DMG в России работают с системой Montronix. Она может устанавливаться на любые модификации нашего оборудования, в не зависимости от типов стоек ЧПУ.
В каких случаях применение системы Montronix наиболее целесообразно ?
Там, где возникают основные риски для оборудования, которые выходят из строя по причине человеческой ошибки.
Риск такой ошибки особенно велик в мелкосерийном производстве, связано это, чаще всего, с частыми переналадками, сложными приспособлениями, когда оператор станка совершает ошибку в установке оснастки или детали.
Также, в зоне повышенного риска находятся изделия, которые постоянно дорабатываются и меняют конструкцию. Тут уже возможна ошибка программиста-технолога, который по какой-то причине может не учесть изменения в управляющей программе, после чего столкновения не избежать.
Риски для оборудования:
§ Большая номенклатура, небольшие партии — риск ошибки при наладке;
§ Доработка конструкции изделия — риск ошибки при программировании;
§ Отсутствие прогноза по доступности оборудования;
§ Невозможность выявлять и анализировать проблемы техпроцессов;
§ Скрытие нештатных и аварийных ситуаций.
Как можно планировать производство на непрогнозируемом участке?
Чтобы обеспечить ритмичность производства, необходимо знать не только актуальное состояние оборудования, но и иметь информацию о вероятных отказах оборудования, или его критичных узлов.
Это обеспечивает режим производства «без авралов» и экстренных переносов тех процесса на дублирующие маршруты, если таковые вообще есть. А если производственных резервов нет – то это может привести к остановке производства, простоям, срывам сроков и другим неприятным последствиям.
Одним из рекомендуемых подходов в таких случаях является мониторинг технического состояния и предиктивная диагностика. Ни для кого не секрет, что ситуация в идеальной обстановке при моделировании процесса зачастую отличается от реальных условий в цеху — повышенные вибрации из-за несоответствия форм и материалов заготовки, низкая жесткость приспособления и иные внешние возмущающие факторы могут влиять на качество и точность получаемого изделия.
Эффективным способом нивелирования таких факторов является адаптивное регулирование режимов резания в зависимости от величины возмущающего воздействия. Другими словами, если мы можем адаптировать режимы обработки в зависимости от реальных условий – мы с большей вероятностью получим годное изделие и не подвергнем критическим нагрузкам станок и инструмент.
Также, очень важно выявлять огрехи в техпроцессе на стадии внедрения и устранять их перед запуском серии. Не всегда возможно в ручном режиме диагностировать такие отклонения – а в Montronix для этого используется система аналитики, позволяющая автоматически протоколировать проблемные участки кадром, управляющей программы.
Данная система позволяет прояснить обстоятельства аварийных ситуаций и контролировать вмешательства оператора в техпроцесс.
Основными причинами внепланового выхода из строя оборудования являются столкновения и перегрузки:
Но почему так происходит? Почему штатная система ЧПУ не спасает станок?
Дело в том, что штатная система ЧПУ без специальных систем защиты, просто не может быстро распознать аварию. Для автоматики ЧПУ станка начало столкновения — это просто всплеск возмущающего воздействия, которое необходимо компенсировать, добавив еще мощности — и когда привода останавливаются, происходит это как правило не быстрее чем за 100 миллисекунд. И в этот момент уже ничего не спасти.
Преимущества системы Montronix:
В данном случае, система Montronix может похвастаться своим быстродействием. Система Montronix обладает самым высоким быстродействием в мире — скорость срабатывания менее 1 миллисекунды, то есть за одну миллисекунду система не просто может распознать аварию — за это время система успевает проанализировать сигнал, отфильтровать, исключить ложные срабатывания, и подать команду на аварийную остановку.
При этом, вы, конечно можете возразить – что авария все равно произойдет, и будете правы. Вот только последствия аварии будут гораздо мягче, что, как показывает практика, дает примерно шесть-восемь жизней станку, шпиндельному узлу станка. Таким образом, система Montronix осуществляет следующее:
§ Обеспечивает защиту станочного оборудования
§ Мониторинг технологического процесса и возможность его оптимизации
§ Диагностику состояния станочного оборудования
Предлагается решение в двух вариантах:
1. Мобильный комплект, который можно использовать сразу для нескольких станков. Используется мобильный комплект для диагностики состояния станочного оборудования, его узлов.
2. Стационарный комплект — предназначен для всех остальных задач. Используется 3-осевой вибрационный датчик — производится настройка станка, система срабатывает по трем пределам:
Первый предел предупреждения выносится на стойку ЧПУ станка
Второй предел — это остановка подачи
Третий предел соответствует красному грибку — это аварийная остановка станка
Обработка полой алюминиевой втулки:
При использовании Montronix шпиндель успевает сделать примерно треть или четверть оборота. В реальной ситуации не будет повреждена даже державка инструмента. При быстродействии станка, например, с подачей 60 метров в минуту система распознает аварию и подаст сигнал на остановку станка, предотвратив негативные последствия.
Почему так важны миллисекунды и миллиметры?
На примере вы видите ошибку оператора – был неправильно привязан инструмент или заготовка.
Если при столкновении с заготовкой произошла поломка инструмента, это не самое страшное, что может произойти. Буквально, несколько миллиметров и серьезных последствий уже можно не избежать.
Если при столкновении с заготовкой произошла поломка инструмента, это не самое страшное, что может произойти. Буквально, несколько миллиметров и серьезных последствий уже можно не избежать.
Анализ эффективности:
На графике представлена статистика, как выражены в деньгах миллисекунды. Когда у нас срабатывание аварии — останов, примерно в районе 10 миллисекунд, то мы можем отделаться легким испугом. Поломка инструмента может привести к восстановительным работам на сотни или даже миллионы, и это без учета простоя.
Зависимость ресурса подшипников шпиндельного узла от вибрационной нагрузки
Стоит отметить, что в отличии от многих производителей шпиндельных узлов, которые указывают в своих паспортах на какой вибрации можно работать с данным шпинделем, система Montronix позволяет вам находиться на том же уровне, так как в системе установлен вибрационный датчик.
Преимущества вибрационного датчика:
1.Пределы устанавливаются в виброскорости. В данной величине отражаются и уровни работы в паспорте у шпиндельных узлов.
2. С помощью системы Montronix ваш станок может находиться в зеленой зоне.
3. Вы можете контролировать все вибрации и менять режимы, чтобы оставаться в зеленой зоне и тогда шпиндельный узел прослужит вам тысячи часов.
Если же вы будете всегда находиться в красной зоне, то шпиндельный узел может сломаться еще на гарантийном сроке использования.
Адаптивное регулирование
При повышенных вибрациях станок может дойти до стадии саморазрушения, инструмент начинает затягивать при длительном превышении 1 предела. Система Montronix видит все отклонения и снижает подачу или останавливает работу до прекращения вибраций и возвращается в рабочее состояние при снижении вибраций на нормально допустимый уровень.
Диагностика узлов с помощью мониторинга состояния оборудования
С помощью системы мы может проводить диагностику шпиндельных узлов, любых подшипниковых узлов, приводов (привода) и направляющих. Все узлы, работа станка без которых невозможна.
Критерии оценки состояния шпинделя
При установке приложения, в системе Montronix можно отследить по трём осям вибрационные характеристики нового станка или после сервисного обслуживания и сохраняем исходную характеристику. По специальной управляющей программной диагностике мы можем проанализировать станок и посмотреть, что у нас происходит с вибрацией, отследить износ пересечения в процентном соотношении.
На 2 характеристике состояние шпинделя говорит нам о том, что необходимо произвести плановое сервисное обслуживание по замене передних подшипников
3 характеристика представлена после удара от аварии шпинделя. На графике видно, что состояние критичное и шпиндель может в любой момент выйти из строя, требуется срочный сервис и ремонт.
При наличии такой информации о текущем состоянии оборудования, вы можете лучше, точнее и правильнее планировать техническое обслуживание и ремонт!