Các cảm biến được in trong các thành phần chống mài mòn chỉ ra các yêu cầu bảo trì và cảnh báo quá tải
Các thành phần chống mài mòn thường phải chịu các tác động bất lợi đáng kể như bụi mài mòn, tốc độ cao hoặc hóa chất. Để nhận biết sự hao mòn của các bộ phận đặc biệt được sản xuất bằng phương pháp phụ gia, igus đã sử dụng phương pháp in 2 thành phần để tạo ra khả năng sản xuất các bộ phận được in 3D. Được sản xuất trong quá trình in dạng sợi, chúng cảnh báo chống quá tải và báo cáo các yêu cầu bảo trì của chúng. Điều đặc biệt ở chúng: lần đầu tiên, các cảm biến được "in" trực tiếp vào các bộ phận. Do đó, chúng không chỉ có thời gian giao hàng cực ngắn và chi phí thấp mà còn có các tùy chọn Công nghiệp 4.0 hữu ích.
Đầu tiên trên thế giới: igus in thông minh vào các thành phần được sản xuất 3D, lần đầu tiên có thể bảo trì dự đoán với chi phí thấp ngay cả đối với các bộ phận chống mài mòn riêng lẻ. (Nguồn: igus GmbH)
Công nghiệp 4.0 là viết tắt của sự tiến bộ của số hóa và do đó cũng là giám sát máy móc và các thành phần của chúng. Trong trường hợp xấu nhất, chỉ cần một linh kiện hỏng hóc cũng có thể khiến hoạt động sản xuất bị đình trệ. Với sự trợ giúp của Internet vạn vật (IoT), máy móc và các thành phần có nhiệm vụ kết nối, giao tiếp với nhau và hiển thị các thông báo lỗi có thể xảy ra giúp mọi người có cơ hội phản ứng kịp thời. Do đó, igus đã phát triển các giải pháp thông minh để giám sát tình trạng và bảo trì dự đoán dưới tên gọi nhựa thông minh. Nó được sử dụng cho các bộ phận máy làm bằng nhựa hiệu năng cao, chẳng hạn như xích dẫn cáp, dây cáp, thanh dẫn hướng tuyến tính hoặc ổ trượt trơn. Kết quả: các thành phần không chỉ đơn giản là "bị lỗi" trong các điều kiện môi trường khắc nghiệt mà còn thông báo lỗi này là cần được bảo trì. Với sự phát triển này, igus đã thiết lập việc tích hợp các yếu tố máy móc của họ vào một sản xuất thông minh tương thích với Công nghiệp 4.0.
Giám sát tuổi thọ vận hành
Bạn có thể tính toán chính xác tuổi thọ sử dụng của tất cả các sản phẩm igus bằng các công cụ trực tuyến. Vì lý do này, igus có một phòng thí nghiệm rộng 3.800 mét vuông tại chỗ. Tại i.Cee - giải pháp igus dựa trên phần mềm để bảo trì dự đoán - tất cả dữ liệu từ phòng thí nghiệm được sử dụng làm cơ sở để tính toán tuổi thọ. Để cho phép người dùng giám sát các thành phần của họ trong quá trình hoạt động, igus đã cung cấp các giải pháp nhựa thông minh cho xích dẫn cáp và cáp của họ kể từ năm 2016. Ngay sau đó, ổ trượt bàn xoay thông minh và các thanh dẫn hướng tuyến tính thông minh ra đời, và vào năm 2019, ổ trượt trơn thông minh đầu tiên được làm bằng đúc phun ép đã được giới thiệu. Nguyên lý hoạt động của ổ trượt trơn thông minh: công nghệ tích hợp trong ổ trượt phát hiện trước sự mài mòn và đưa ra tín hiệu cho người sử dụng trong thời gian thích hợp trước khi đạt đến giới hạn mài mòn. Việc bảo trì có thể được lên kế hoạch trước, đồng thời tránh được việc thay thế không cần thiết cũng như các lỗi hệ thống và máy móc ngoài kế hoạch. Sau nhiều loạt thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, igus đã phát triển dòng sản phẩm tiêu chuẩn isense đầu tiên cho ổ trượt trơn iglidur không cần bôi trơn vào năm 2020. Ở đây, phần thân của ổ trục trơn bao gồm hai thành phần: vật liệu iglidur tùy chỉnh bên trong và một lớp vỏ nhựa cứng bên ngoài bảo vệ ổ trục. Để đo lượng mòn, một cảm biến được sử dụng giữa hai thành phần. Stefan Loockmann-Rittich, Giám đốc bộ phận Công nghệ ổ trượt trơn bằng iglidur tại igus GmbH cho biết: “Phạm vi danh mục bao gồm năm vật liệu mà chúng tôi có thể bao gồm một phần lớn các ứng dụng chịu áp lực cao. Vật liệu tuân thủ FDA iglidur A180 được thiết kế đặc biệt để sử dụng trong ngành thực phẩm, iglidur Q2E chịu tải nặng để sử dụng trong máy xây dựng và cơ khí nông nghiệp, vật liệu toàn diện iglidur G, ổ trượt chịu lực iglidur J cũng như iglidur P210 là một chuyên gia cho các ứng dụng xoay và lăn cũng được bao gồm. "Chúng tôi chủ yếu phát triển iglidur thông minh cho các điểm chịu lực khó tiếp cận và cho các ứng dụng không có kế hoạch định kỳ bảo trì."
Để kết nối các bộ phận chống mài mòn thông minh được in, igus cung cấp hai khả năng tiếp xúc. Người vận hành sử dụng các ren, qua đó các tiếp điểm có thể được vặn vào hoặc có các tiếp điểm mở ở vỏ ngoài của ổ trục trơn. (Nguồn: igus GmbH)
Các bộ phận đặc biệt thông minh từ máy in 3D
Nhưng còn việc giám sát các bộ phận đặc biệt thì sao? Ở đây, igus đưa ra một giải pháp mới với máy in 3D: sản xuất in 3D đáp ứng Công nghiệp 4.0. Các kỹ sư của igus hiện đã thành công trong việc kết hợp cả hai trong một bước sản xuất duy nhất: lần đầu tiên, các cảm biến được in vào thành phần tribo được sản xuất bổ sung bằng cách sử dụng in nhiều vật liệu. "Rất lâu trước khi hỏng hóc, linh kiện được in 3D thông minh báo hiệu rằng một sự thay thế sắp xảy ra. Hơn nữa, nó có thể phát hiện quá tải và dừng ứng dụng ngay lập tức, do đó tránh được thiệt hại thêm tại điểm chịu lực và toàn bộ hệ thống ", Tom Krause, Trưởng bộ phận Sản xuất và Đơn vị Kinh doanh in 3D tại igus GmbH giải thích. Do in nhiều chất liệu hay còn được gọi là in 2 thành phần, các nhà phát triển tại igus có thể sản xuất các bộ phận đặc biệt thông minh như vậy chỉ trong một bước làm việc. Lớp cảm biến được áp dụng cho những bộ phận của thành phần sẽ chịu tải trọng. Các thành phần được sản xuất từ sợi in iglidur I150 hoặc iglidur I180 và vật liệu in 3D dẫn điện được phát triển đặc biệt để liên kết tốt với sợi in ba thành phần. Người sử dụng có thể tránh được chi phí dụng cụ cao và nhận được ổ trượt đơn lẻ chỉ trong vòng năm ngày.
Được phát hiện kịp thời với ổ trượt trơn không bôi trơn thông minh của igus (nguồn: igus GmbH)
Mài mòn hoặc tải được giám sát
Hiện tại, có thể tồn tại hai khái niệm: nếu vật liệu dẫn điện nằm giữa các lớp chịu mài mòn, nó có thể cảnh báo chống quá tải. Vì nếu tải thay đổi thì các thông số kỹ thuật về điện cũng thay đổi theo. Máy có thể được dừng lại và có thể ngăn ngừa được những hư hỏng khác. Để xác định các giới hạn tải trọng, ổ trục phải được hiệu chỉnh cho phù hợp. Mặt khác, nếu rãnh dẫn được nhúng vào bề mặt trượt, độ mòn có thể được đo thông qua sự thay đổi các thông số kỹ thuật điện. Có thể bảo trì dự đoán với thành phần được in 3D. Điều này có thể liên quan đến một hoặc một số lớp. Phương pháp nhiều lớp đặc biệt thích hợp cho các bộ phận chuyển động trong mặt phẳng z. Nếu các thành phần in 3D cũng được sử dụng trong giai đoạn tiền sản xuất sản phẩm thì dữ liệu hao mòn hoặc tải trọng được thu thập nhằm cung cấp thông tin bổ sung về tuổi thọ sử dụng của từng thành phần hoặc ứng dụng được lên kế hoạch trong loạt sản xuất. Điều này giúp bạn dễ dàng thích nghi và tối ưu hóa quá trình phát triển.
Dữ liệu đo được của các cảm biến có thể được người vận hành máy móc và thiết bị tích hợp vào hệ thống của họ theo những cách khác nhau. (Nguồn: igus GmbH)
Kết nối hệ thống theo yêu cầu của khách hàng
Để kết nối các bộ phận chống mài mòn thông minh được in, igus cung cấp hai khả năng tiếp xúc. Người vận hành sử dụng các ren, qua đó các tiếp điểm có thể được vặn vào hoặc có các tiếp điểm mở ở vỏ ngoài của ổ trục trơn, như như trường hợp của công nghệ ổ trục isense. Các ổ trục trơn phải được lắp vào trong vỏ và được điều chỉnh. Sau đó, các tiếp điểm được nối với một đầu nối thông qua một lỗ trên vỏ này. Dữ liệu đo được của các cảm biến có thể được người vận hành máy móc và thiết bị tích hợp vào hệ thống của họ theo những cách khác nhau. Trong trường hợp đơn giản nhất, điốt phát quang được sử dụng để chỉ thị tình trạng tạm thời hoặc liên tục bằng màu đỏ hoặc xanh lục. Hơn nữa, có sẵn các đơn vị đánh giá isense hiệu quả về chi phí. Tại đây, điều kiện được hiển thị trực quan và được cung cấp trong mạng nội bộ của khách hàng thông qua WLAN. Thông tin dự đoán thực sự thú vị đối với khách hàng. Khi cái gọi là i.Cee: thiết bị cục bộ biết thông tin chuyển động, chúng có thể báo cáo một sản phẩm đang chờ thay thế trong thời gian thích hợp hoặc cảnh báo về các sự kiện không mong muốn. Các cảm biến và i.Cee: các thiết bị cục bộ có thể được kết nối bằng dây hoặc không dây. Loại thứ hai thường được sử dụng với các bộ phận chuyển động của nhà máy mà không có nguồn điện riêng (tiêu chuẩn vô tuyến LoRa). Từ đây, việc tích hợp dữ liệu với IoT, hệ thống đám mây hoặc với mạng khách hàng có thể thực hiện được trên cơ sở ràng buộc. “Khách hàng có quyền tự do đọc dữ liệu và chuẩn bị thông tin máy chủ theo cách phù hợp nhất với họ”, Richard Habering, Giám đốc bộ phận kinh doanh nhựa thông minh giải thích.
Từ các xe nâng đến máy đóng gói: ổ trượt trơn isense cung cấp thông tin về độ mòn của chúng và cảnh báo kịp thời trước khi ngừng hoạt động của nhà máy hoặc máy móc. (Nguồn: igus GmbH)
Các thành phần chống mài mòn thường phải chịu các tác động bất lợi đáng kể như bụi mài mòn, tốc độ cao hoặc hóa chất. Để nhận biết sự hao mòn của các bộ phận đặc biệt được sản xuất bằng phương pháp phụ gia, igus đã sử dụng phương pháp in 2 thành phần để tạo ra khả năng sản xuất các bộ phận được in 3D. Được sản xuất trong quá trình in dạng sợi, chúng cảnh báo chống quá tải và báo cáo các yêu cầu bảo trì của chúng. Điều đặc biệt ở chúng: lần đầu tiên, các cảm biến được "in" trực tiếp vào các bộ phận. Do đó, chúng không chỉ có thời gian giao hàng cực ngắn và chi phí thấp mà còn có các tùy chọn Công nghiệp 4.0 hữu ích.
Công nghiệp 4.0 là viết tắt của sự tiến bộ của số hóa và do đó cũng là giám sát máy móc và các thành phần của chúng. Trong trường hợp xấu nhất, chỉ cần một linh kiện hỏng hóc cũng có thể khiến hoạt động sản xuất bị đình trệ. Với sự trợ giúp của Internet vạn vật (IoT), máy móc và các thành phần có nhiệm vụ kết nối, giao tiếp với nhau và hiển thị các thông báo lỗi có thể xảy ra giúp mọi người có cơ hội phản ứng kịp thời. Do đó, igus đã phát triển các giải pháp thông minh để giám sát tình trạng và bảo trì dự đoán dưới tên gọi nhựa thông minh. Nó được sử dụng cho các bộ phận máy làm bằng nhựa hiệu năng cao, chẳng hạn như xích dẫn cáp, dây cáp, thanh dẫn hướng tuyến tính hoặc ổ trượt trơn. Kết quả: các thành phần không chỉ đơn giản là "bị lỗi" trong các điều kiện môi trường khắc nghiệt mà còn thông báo lỗi này là cần được bảo trì. Với sự phát triển này, igus đã thiết lập việc tích hợp các yếu tố máy móc của họ vào một sản xuất thông minh tương thích với Công nghiệp 4.0.
Giám sát tuổi thọ vận hành
Bạn có thể tính toán chính xác tuổi thọ sử dụng của tất cả các sản phẩm igus bằng các công cụ trực tuyến. Vì lý do này, igus có một phòng thí nghiệm rộng 3.800 mét vuông tại chỗ. Tại i.Cee - giải pháp igus dựa trên phần mềm để bảo trì dự đoán - tất cả dữ liệu từ phòng thí nghiệm được sử dụng làm cơ sở để tính toán tuổi thọ. Để cho phép người dùng giám sát các thành phần của họ trong quá trình hoạt động, igus đã cung cấp các giải pháp nhựa thông minh cho xích dẫn cáp và cáp của họ kể từ năm 2016. Ngay sau đó, ổ trượt bàn xoay thông minh và các thanh dẫn hướng tuyến tính thông minh ra đời, và vào năm 2019, ổ trượt trơn thông minh đầu tiên được làm bằng đúc phun ép đã được giới thiệu. Nguyên lý hoạt động của ổ trượt trơn thông minh: công nghệ tích hợp trong ổ trượt phát hiện trước sự mài mòn và đưa ra tín hiệu cho người sử dụng trong thời gian thích hợp trước khi đạt đến giới hạn mài mòn. Việc bảo trì có thể được lên kế hoạch trước, đồng thời tránh được việc thay thế không cần thiết cũng như các lỗi hệ thống và máy móc ngoài kế hoạch. Sau nhiều loạt thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, igus đã phát triển dòng sản phẩm tiêu chuẩn isense đầu tiên cho ổ trượt trơn iglidur không cần bôi trơn vào năm 2020. Ở đây, phần thân của ổ trục trơn bao gồm hai thành phần: vật liệu iglidur tùy chỉnh bên trong và một lớp vỏ nhựa cứng bên ngoài bảo vệ ổ trục. Để đo lượng mòn, một cảm biến được sử dụng giữa hai thành phần. Stefan Loockmann-Rittich, Giám đốc bộ phận Công nghệ ổ trượt trơn bằng iglidur tại igus GmbH cho biết: “Phạm vi danh mục bao gồm năm vật liệu mà chúng tôi có thể bao gồm một phần lớn các ứng dụng chịu áp lực cao. Vật liệu tuân thủ FDA iglidur A180 được thiết kế đặc biệt để sử dụng trong ngành thực phẩm, iglidur Q2E chịu tải nặng để sử dụng trong máy xây dựng và cơ khí nông nghiệp, vật liệu toàn diện iglidur G, ổ trượt chịu lực iglidur J cũng như iglidur P210 là một chuyên gia cho các ứng dụng xoay và lăn cũng được bao gồm. "Chúng tôi chủ yếu phát triển iglidur thông minh cho các điểm chịu lực khó tiếp cận và cho các ứng dụng không có kế hoạch định kỳ bảo trì."
Các bộ phận đặc biệt thông minh từ máy in 3D
Nhưng còn việc giám sát các bộ phận đặc biệt thì sao? Ở đây, igus đưa ra một giải pháp mới với máy in 3D: sản xuất in 3D đáp ứng Công nghiệp 4.0. Các kỹ sư của igus hiện đã thành công trong việc kết hợp cả hai trong một bước sản xuất duy nhất: lần đầu tiên, các cảm biến được in vào thành phần tribo được sản xuất bổ sung bằng cách sử dụng in nhiều vật liệu. "Rất lâu trước khi hỏng hóc, linh kiện được in 3D thông minh báo hiệu rằng một sự thay thế sắp xảy ra. Hơn nữa, nó có thể phát hiện quá tải và dừng ứng dụng ngay lập tức, do đó tránh được thiệt hại thêm tại điểm chịu lực và toàn bộ hệ thống ", Tom Krause, Trưởng bộ phận Sản xuất và Đơn vị Kinh doanh in 3D tại igus GmbH giải thích. Do in nhiều chất liệu hay còn được gọi là in 2 thành phần, các nhà phát triển tại igus có thể sản xuất các bộ phận đặc biệt thông minh như vậy chỉ trong một bước làm việc. Lớp cảm biến được áp dụng cho những bộ phận của thành phần sẽ chịu tải trọng. Các thành phần được sản xuất từ sợi in iglidur I150 hoặc iglidur I180 và vật liệu in 3D dẫn điện được phát triển đặc biệt để liên kết tốt với sợi in ba thành phần. Người sử dụng có thể tránh được chi phí dụng cụ cao và nhận được ổ trượt đơn lẻ chỉ trong vòng năm ngày.
Mài mòn hoặc tải được giám sát
Hiện tại, có thể tồn tại hai khái niệm: nếu vật liệu dẫn điện nằm giữa các lớp chịu mài mòn, nó có thể cảnh báo chống quá tải. Vì nếu tải thay đổi thì các thông số kỹ thuật về điện cũng thay đổi theo. Máy có thể được dừng lại và có thể ngăn ngừa được những hư hỏng khác. Để xác định các giới hạn tải trọng, ổ trục phải được hiệu chỉnh cho phù hợp. Mặt khác, nếu rãnh dẫn được nhúng vào bề mặt trượt, độ mòn có thể được đo thông qua sự thay đổi các thông số kỹ thuật điện. Có thể bảo trì dự đoán với thành phần được in 3D. Điều này có thể liên quan đến một hoặc một số lớp. Phương pháp nhiều lớp đặc biệt thích hợp cho các bộ phận chuyển động trong mặt phẳng z. Nếu các thành phần in 3D cũng được sử dụng trong giai đoạn tiền sản xuất sản phẩm thì dữ liệu hao mòn hoặc tải trọng được thu thập nhằm cung cấp thông tin bổ sung về tuổi thọ sử dụng của từng thành phần hoặc ứng dụng được lên kế hoạch trong loạt sản xuất. Điều này giúp bạn dễ dàng thích nghi và tối ưu hóa quá trình phát triển.
Kết nối hệ thống theo yêu cầu của khách hàng
Để kết nối các bộ phận chống mài mòn thông minh được in, igus cung cấp hai khả năng tiếp xúc. Người vận hành sử dụng các ren, qua đó các tiếp điểm có thể được vặn vào hoặc có các tiếp điểm mở ở vỏ ngoài của ổ trục trơn, như như trường hợp của công nghệ ổ trục isense. Các ổ trục trơn phải được lắp vào trong vỏ và được điều chỉnh. Sau đó, các tiếp điểm được nối với một đầu nối thông qua một lỗ trên vỏ này. Dữ liệu đo được của các cảm biến có thể được người vận hành máy móc và thiết bị tích hợp vào hệ thống của họ theo những cách khác nhau. Trong trường hợp đơn giản nhất, điốt phát quang được sử dụng để chỉ thị tình trạng tạm thời hoặc liên tục bằng màu đỏ hoặc xanh lục. Hơn nữa, có sẵn các đơn vị đánh giá isense hiệu quả về chi phí. Tại đây, điều kiện được hiển thị trực quan và được cung cấp trong mạng nội bộ của khách hàng thông qua WLAN. Thông tin dự đoán thực sự thú vị đối với khách hàng. Khi cái gọi là i.Cee: thiết bị cục bộ biết thông tin chuyển động, chúng có thể báo cáo một sản phẩm đang chờ thay thế trong thời gian thích hợp hoặc cảnh báo về các sự kiện không mong muốn. Các cảm biến và i.Cee: các thiết bị cục bộ có thể được kết nối bằng dây hoặc không dây. Loại thứ hai thường được sử dụng với các bộ phận chuyển động của nhà máy mà không có nguồn điện riêng (tiêu chuẩn vô tuyến LoRa). Từ đây, việc tích hợp dữ liệu với IoT, hệ thống đám mây hoặc với mạng khách hàng có thể thực hiện được trên cơ sở ràng buộc. “Khách hàng có quyền tự do đọc dữ liệu và chuẩn bị thông tin máy chủ theo cách phù hợp nhất với họ”, Richard Habering, Giám đốc bộ phận kinh doanh nhựa thông minh giải thích.
Comments
Post a Comment