Análisis y previsiones del estado de los componentes de las máquinas-herramienta

Con el Condition Monitoring System (CMS) multicanal específico para las máquinas-herramienta, Schaeffler persigue dos objetivos: Por una parte, la monitorización y la previsión del estado de varios componentes principales de la máquina-herramienta mediante un único sistema CMS; y por otra, la integración flexible de sensores de cualquier fabricante en el CMS.

El Condition Monitoring (CM) de las máquinas-herramienta implica que los sistemas de CM deben cumplir unos requisitos complejos por lo que respecta al espacio constructivo disponible o a la cantidad de componentes de accionamiento a monitorizar. Entre los subsistemas de las máquinas-herramienta no solo se hallan los ejes, los husillos de avance y los cabezales, sino también grupos secundarios como los motores hidráulicos. Estos últimos también pueden causar un fallo total de la máquina-herramienta. A ello cabría añadir que los fabricantes de los subsistemas y los proveedores de los grupos secundarios integrarán sistemas propios de medición en las máquinas. Por este motivo, un sistema CMS para máquinas-herramienta debe poder funcionar con los sensores de cualquier fabricante.

Schaeffler ha desarrollado un prototipo funcional de un sistema CMS multicanal para máquinas-herramienta. Por una parte, al CMS se pueden conectar los sistemas y sensores propios de la casa, como por ejemplo, los sensores piezoeléctricos de medición de vibraciones. Y por la otra, en el CMS también se pueden integrar sensores piezoeléctricos de medición de vibraciones, fuerzas y presiones de otros fabricantes a través de la interfaz IEPE. Esto tiene la gran ventaja de que el sistema de sensores existente o adecuado se puede utilizar para cada punto y cada tarea de medición. Actualmente, el prototipo está equipado con seis canales de medición. El diseño del sistema permite, por ejemplo, que en el futuro se integre la monitorización electrónica del estado de lubricación de los sistemas lineales con recirculación de rodillos.

El software del prototipo presentado está casi totalmente desarrollado, puesto que se han podido importar con poco esfuerzo la mayoría de las funciones y algoritmos, y la conexión opcional al entorno cloud de Schaeffler de otros proyectos. Gracias a la conexión al entorno cloud de Schaeffler, todos los servicios digitales ofrecidos por Schaeffler para la supervisión y detección de daños en los rodamientos ya están disponibles en la etapa de prototipo del CMS. Como solución local, el sistema CMS multicanal no solo posibilita la monitorización de los rodamientos FAG a través de la base de datos de rodamientos integrada, sino también de los rodamientos de otros fabricantes tras haber introducido los datos específicos. Y una función totalmente nueva permite interpretar las señales de vibración de los husillos a bolas.

Para registrarse en el CMS y completar la configuración basta con un navegador web convencional. El interfaz y el manejo son similares al probado sistema CMS monocanal del FAG SmartCheck. El prototipo para máquinas-herramienta sirve principalmente para presentar a los clientes piloto las funciones del CMS en un estado de desarrollo basado en la producción masiva. Por lo tanto, el diseño del hardware sigue teniendo una importancia secundaria. Los primeros proyectos piloto están en fase de ensayo en diferentes tipos de máquinas-herramienta en nuestras plantas y en algunas empresas asociadas seleccionadas. En paralelo, el sistema también se aplica en la máquina-herramienta 4.0 ubicada en la planta de producción de Schaeffler de Höchstadt, Alemania. Este centro de mecanizado funciona como proyecto de tecnología y desarrollo de productos digitalizados en el entorno del sector de máquinas-herramienta. Con la ayuda de la máquina-herramienta 4.0 se perfecciona sucesivamente el desarrollo de los algoritmos del sistema CMS multicanal para la monitorización y el diagnóstico de los rodamientos y componentes de las máquinas-herramienta, y se llevan a cabo ensayos prácticos.