Исследовательская группа представит свои технологии на стенде исследований и инноваций в Саарланде на выставке Hannover Messe, которая будет работать с 24 по 28 апреля.
Роботы на производственных линиях работают без устали и с точностью до микрометров – если, конечно, не выходит из строя какой-либо компонент. Если, например, линейный привод, используемый для точного позиционирования кузова автомобиля перед сборочным роботом, поврежден, роботизированная рука больше не сможет позиционировать дверь автомобиля так же точно, как обычно. В результате дверь смещена.
Или, возьмем другой пример, внезапный отказ компонента машины из-за усталости материала вполне может привести к полному останову производственной линии. Команда инженеров под руководством Андреаса Шутце, эксперта по сенсорным системам из Саарландского университета и Центра мехатроники и технологий автоматизации, работает с группой академических и промышленных партнеров, чтобы предотвратить возникновение подобных ситуаций.
Их система подвергает машины непрерывному медицинскому осмотру.
Человеческий эквивалент будет оснащать человека трекером активности, непрерывной цифровой ЭКГ и тонометром, чтобы его состояние здоровья можно было проанализировать в любое время. «Наша система позволяет непрерывно визуализировать текущее состояние оборудования завода и заранее предупреждать о возможных повреждениях. Для этого мы устанавливаем датчики внутри машин, и эти датчики могут взаимодействовать друг с другом и с существующими датчиками процесса. Это позволяет нам регистрировать даже самые незначительные изменения », – поясняет Андреас Шутце.
Исследователи используют явление, когда техническое оборудование начинает издавать другой шум, вибрировать или перегреваться задолго до того, как оно действительно выйдет из строя. Хитрость здесь в том, что характерный манер, которым машина гудит или вибрирует во время нормальной работы, отличается от того, который наблюдается, когда что-то изменилось внутри машины, хотя эти различия могут быть очень тонкими и незаметными для обычных органов чувств.
Здесь вступает в игру система, разработанная специалистами по мехатронике Саарбрюккена. Датчики способны обнаруживать эти незначительные изменения и могут автоматически назначать их конкретным профилям неисправностей. «Мы изучили, как образцы сигналов, такие как частота вибраций, изменяются во время обычных повреждений или неисправностей», – объясняет профессор Шутце.
Для этого исследовательская группа изучила закономерности в тысячах наборов данных измерений и определила те, которые связаны с конкретными типами повреждений или механического износа. «Мы передаем эту информацию датчикам, превращая их в интеллектуальные устройства, способные самостоятельно определять эти различия сигналов», – объясняет Николай Хельвиг из команды Шутце. Это по существу устраняет необходимость во внешнем анализаторе, так как система может выполнять анализ сама.
Цель исследовательской группы – разработать набор датчиков и модулей, которые позволят компаниям, эксплуатирующим заводское оборудование, составить проверку пригодности, специально адаптированную к потребностям их завода или оборудования. «Датчики, изготовленные по индивидуальному заказу, могут быть интегрированы в производственное оборудование или модернизированы. Изначально датчики тратят свое время на сбор исходных данных, то есть данных, которые отражают нормальное рабочее состояние машины ”, – говорит Хельвиг.
Как только это будет сделано, система будет готова к непрерывному сравнению текущих рабочих данных с типичными сигналами датчиков, связанными с начальным отказом или повреждением оборудования. «Наш метод также открывает возможности для других отраслей 4.0 приложений. Например, систему также можно использовать в целях контроля качества, анализируя, правильно ли работало производственное оборудование во время производственного процесса.
Система, находящаяся в стадии разработки, в настоящее время входит в фазу тестирования, в ходе которой эксперты в области сенсорной и измерительной техники будут работать с компаниями Bosch Rexroth и Festo. Датчики будут использоваться в Bosch-Rexroth для контроля состояния станков, а в Festo их задача будет заключаться в проверке линейных приводов, упомянутых выше, в частности осей шпинделя и электромеханических цилиндров Festo.
Исследовательская работа является частью совместного проекта «Модульные сенсорные системы для управления процессами в реальном времени и интеллектуального мониторинга состояния» (MoSeS-Pro). MoSeS-Pro координируется Андреасом Шутце и финансируется Федеральным министерством образования и исследований (BMBF).