Реализованный проект
13.11.2024

Сбалансированный, без трещин и складок Поверхности считаются высшей дисциплиной в автомобилестроении – модернизированная система обеспечивает большую прозрачность процесса даже на старых прессах благодаря сенсорной технологии и цифровизации.

Совместно работающие роботы транспортируют кузовной узел автомобиля по производственной линии

Краткое резюме

Всегда полезно знать, что происходит. Это утверждение особенно актуально при обработке металлов, когда бесчисленные параметры процесса влияют на результат производства тонких материалов при формовке листового металла, например, в автомобильной промышленности.

Совместно с Phoenix Contact компании iLARIZ удалось разработать цифровую систему, обеспечивающую большую прозрачность глубокой вытяжки деталей из листового металла. Самодостаточная система может быть установлена на термоформовочные инструменты. Это открывает путь к производству сложных легких материалов, в частности, с высоким качеством и малым количеством брака на всех штамповочных линиях – даже на старых.

Доктор Апостолос Папаиоану рассказывает о практическом применении системы iLARIZ

Д-р Апостолос Папаиоану (iLARIZ) в действии: первое испытание приложения в штамповочном цехе

Больше знаний о процессах, происходящих в прессовом оборудовании

Предпочтительно легкий, предпочтительно тонкий, предпочтительно твердый. Требования к легким материалам быстро формулируются. Однако стремление к большей легкости также имеет свои пределы - и они достигаются в самом крайнем случае, когда компоненты перестают обладать необходимой стабильностью или высокопрочные материалы трудно поддаются формовке. Лист металла входит, пресс закрывается, компонент выходит: все, что происходит в деталях во время глубокой вытяжки, едва ли понятно тем, кто отвечает за этот процесс в повседневной практике. Как только форма закрывается, процесс подчиняется своим собственным законам - чего бы это ни стоило.

Особую сложность здесь представляет изменение таких параметров, как температура, трение и, прежде всего, колебания свойств материалов и их износ. Если дела пойдут плохо, заготовки выйдут из формы для глубокой вытяжки с трещинами и складками и станут дорогостоящим ломом. Настоящей проблемой также может стать недостаточная точность размеров из-за отклонений в процессе обработки листового металла. Допуски в десятые доли миллиметра могут привести к массовым сбоям в производстве кузовных цехов - с соответствующими высокими затратами и негативным влиянием на OEE, общую эффективность оборудования.

Пресс-инструмент с листовым металлом и желтыми датчиками на цоколе

Решение iLARIZ может быть добавлено в существующие прессовые инструменты. Фото: iLARIZ

Модернизируемое решение сокращает количество отходов

Именно в этом случае на помощь приходит iLARIZ. Компания из Штутгарта оснащает инструменты штамповочного цеха автономными датчиками силы и перемещения. Оба параметра необходимы для оценки процесса прессования и, в лучшем случае, для управления им с помощью гидравлических клапанов. Этот подход проявляется в виде кривых прогрессии или профилей движения. iLARIZ намеренно решил оснастить пьезодатчиками отдельные инструменты, а не весь пресс. «В производстве значительно больше инструментов, чем прессов, и инструменты редко бывают постоянно связаны с производственной площадкой. Нередко инструменты перемещаются из одного места в другое,» – говорит Стефани Собола, разработчик программного обеспечения и менеджер по маркетингу компании iLARIZ. Таким образом, цифровая сенсорная система, связанная с инструментом, работает автономно и независимо от локальной OT- и ИТ-инфраструктуры.

Для этого iLARIZ подключает пьезодатчики напрямую к граничному компьютеру EPC 1522 через PROFINET в экосистеме PLCnext Technology. Компактное устройство предназначено в первую очередь для преобразования протоколов, сбора данных и периферийных вычислений. Для обработки и визуализации данных компания из Штутгарта использует решения Cumulocity IoT и thin-edge.io, которые доступны через PLCnext Store. Поскольку сбор и анализ данных осуществляется на границе и в облаке, система не требует сложной интеграции в существующие ИТ/OT-инфраструктуры. Это облегчает интеграцию, особенно в части интерфейсов и, прежде всего, безопасности. То же самое относится и к использованию сенсорных технологий. «Мы делаем детали понятными. В ходе дальнейшей разработки продуктов мы также хотим внедрить больше искусственного интеллекта и машинного обучения – и таким образом предложить нашим клиентам возможность максимально повысить надежность производства и сделать процессы более прозрачными. Мы также намерены расширить свое присутствие на международном рынке,» – объясняет Кристиан Хельд, который основал компанию вместе с доктором Апостолосом Папаиоану.

Ценный вклад в устойчивое развитие и сохранение ресурсов

При внедрении обоих изделий Draw.Control (автоматическое управление процессом) и Draw.Monitor (визуализация и анализ) iLARIZ устанавливает датчики в нескольких точках инструмента в соответствии с запатентованным процессом. Таким образом, молодая компания может собирать данные измерений в различных зонах инструмента, чтобы получить общую картину для каждого отдельного производственного цикла. В итоге система выдает интегральные переменные процесса, которые можно сравнить с цифровым отпечатком пальца для каждого отдельного компонента.

Draw.Control делает еще один шаг вперед и регулирует гидравлические исполнительные элементы в соответствии с полученными данными, заменяя классические средства ручной регулировки. Основные знания iLARIZ включают в себя информацию о том, какие датчики лучше всего подходят для обеих областей применения и сколько их требуется на один инструмент. Для создания готового к продаже изделия компании из Штутгарта не хватало партнера по автоматизации, который мог бы воплотить идею в системе управления и, в идеале, поставить ее в полностью готовой к подключению распределительной коробке. В новой системе, которая была разработана в тесном сотрудничестве Phoenix Contact и iLARIZ, PLCnext Control станет центральным элементом в будущем.

Д-р Апостолос Папаиоану, iLARIZ (слева) и Тхань Ан Фам, Phoenix Contact (справа) заключили партнерство на выставке BlechExpo 2023

Д-р Апостолос Папаиоану, iLARIZ (слева) и Тхань Ан Фам, Phoenix Contact (справа) заключили партнерство на выставке BlechExpo 2023

Партнерство для фабрики завтрашнего дня

Еще одной особенностью системы, разработанной iLARIZ с самого начала, было то, что модернизируемая система управления инструментом была реализована с использованием компонентов, уже зарекомендовавших себя в автомобильной промышленности. «Аппаратное обеспечение должно быть известно в штамповочном цехе», – подчеркивает Кристиан Хельд. Будь то контроллер или гидравлический клапан, у того, кто не придерживается заводских спецификаций, как правило, мало шансов закрепиться в этой отрасли с новым изделием. «Мы искали партнера, который вместе с нами разработал бы систему управления, а также перенес все в облако,» – резюмирует Кристиан Хельд. «На данный момент мы рассматриваем Phoenix Contact как новатора, который обеспечивает нам оптимальную поддержку, чтобы мы могли сосредоточиться на нашей основной специализации. Этот опыт, безусловно, заключается в знании процесса точной и многократной формовки металла,» – продолжает д-р Апостолос Папаиоану.

Производите более точно, экономьте время, создавайте меньше отходов и делайте процесс более надежным в сбалансированном виде: В конце концов, каждый сэкономленный ресурс положительно влияет на защиту климата и экономическую эффективность. Draw.Control и Draw.Monitor вместе с подходом Phoenix Contact Digital Factory now! создают основу для вмешательства в процессы на ранней стадии, чтобы избежать брака и сэкономить в конечном итоге CO₂. «Лишь небольшая часть лома возвращается в автомобильную промышленность в качестве нового материала из-за требований к качеству, поэтому он не находит своего первоначального применения,» – объясняет Кристиан Хельд. Каждая деталь с меньшим количеством отходов означает меньше усилий и энергии, затрачиваемых на переработку - для того, чтобы заметно повысить устойчивое развитие цепочки создания стоимости.

Заключение

Больше устойчивого развития, больше эффективности: на примере обработки листового металла показано, как цифровизация и целенаправленное использование датчиков и исполнительных элементов в инструментах глубокой вытяжки могут обеспечить более глубокое понимание процесса. Использование самодостаточной системы с облачным подключением означает, что эта модернизация не имеет ограничений в области CE, безопасности или интерфейсов. «Сотрудничество с Phoenix Contact было и остается чрезвычайно продуктивным, вдохновляющим и равноправным. Их опыт и поддержка очень ценны для нас, они помогли нам внедрить наши инновационные подходы еще более эффективно, особенно в отношении требований к нашему контроллеру,» – говорит д-р Апостолос Папаиоану, который в восторге от сотрудничества.

В компании Phoenix Contact интеграция датчиков рассматривается как важный шаг на пути к цифровизации. Соответствующая плотность данных и информации позволит эффективно объединить сектора в рамках All Electric Society с целью повышения эффективности использования ресурсов.

Автор: Thorsten Sienk

Электронная почта:

Свяжитесь с нашими экспертами

Команда экспертов All Electric Society
All Electric Society-Expertenteam
«Мы проконсультируем Вас по вопросам, связанным с объединением секторов, и расскажем о наших решениях».

Релевантные артикулы