智能沖壓車間現場：MSP 400 伺服壓力機與工藝監控系統的新發展盡顯聯網成形技術優勢
2018-12-19 來源：舒勒 作者：-
2018 年 12 月 19日，格平根 – 在上一屆（2016 年）的德國漢諾威國際金屬板材加工技術展覽會 (EuroBLECH) 上，舒勒首次展示了數字化聯網智能沖壓車間的概念 – Smart Press Shop。在今年的EuroBLECH展會上，舒勒將推出最新的工藝監控系統，借助智能流程監控全面實現對輕量化零部件熱成形工藝流程的無縫追蹤與記錄。除此之外，完全聯網的 MSP 400 伺服壓力機以及用于模具硬化系統的過程監控系統，可以對輕型部件的熱成形進行完整的文檔化和可追溯性，盡顯工業 4.0 （工業物聯網，IIOT）時代下成形技術解決方案的智能優勢。
圖1：MSP 400 伺服壓力機等新產品體現了聯網與數值化成形技術的優勢。
舒勒已經設計出了直觀的智能手機應用程序控制系統，操作員通過控制系統可以從預定義的移動配置文件中選擇或自由編程。這樣大大降低了設備操作的難度。得益于肘桿驅動的動力學設計，成形過程中滑塊經過下死點時會自動減慢，即無需通過伺服電機進行重新調整。
圖2：“智能助手”軟件通過短視頻和文本說明引導操作員按步驟完成設置流程。
“智能助手”軟件通過短視頻和文本說明引導操作員按步驟完成設置安裝流程。同時，它還會對輸送裝置與滑塊曲線進行優化，并根據間距配置文件實現最大化的產出率。在過去，這一復雜的過程需要消耗大量的時間。而現在，借助電子助手可以輕松完成。
集成在控制單元中的工藝流程監控
集成在控制單元中的工藝流程監控裝置提供了多種監控選項。確保在整個壓力曲線和運動曲線中實現過載保護；同時可定義最小壓力與最大壓力來有效保護模具。電子過載保護裝置的響應時間在幾毫秒范圍內，比液壓過載保護裝置反應更快。在檢測到過載后，壓力機可以立即再次投入使用。
由于傳動系統的轉動慣量較低，設備具有很短的制動距離與快速響應時間，在成形和其他設備操作期間具有更高的動態性。標準的壓力機通常會在過載時減小壓力，并將滑塊從下死點移動到反向高點，而 MSP 400 壓力機則采用了“智能釋放”功能：當檢測到過載時，滑塊會自動按照預定的路徑反向運動，從而消除了模具與壓力機上的應力。
綜合條件監控
通過集成更多的傳感器（如加速度傳感器、振動傳感器與壓力機傳感器），實現對系統進行綜合條件監控，并在控制單元中進行顯示。其基本原理是借助頻譜分析關于齒輪、軸承或馬達的磨損信息。這樣便可以預防計劃外停機的發生，并提高系統的生產率。此外，通過工藝流程與條件數據還可以對所生產的零部件進行完全的質量控制。
圖3：借助虛擬系統，新壓力機的調試能夠更快速地完成。
借助虛擬系統，壓力機的調試也能夠更快速地完成。通過將虛擬系統與實際控制系統相連接，MSP 800 的所有功能都能夠在計算機上進行模擬仿真。因此，能夠在現實的機器上以相同的方式來測試和訓練。
與冷成形相比，對于沖壓硬化工藝即熱沖壓工藝，會受高溫料片出爐時的具體溫度或放入到模具之前所需的時間等的制約。這些參數會直接影響到零部件的質量，所以對于所加工零部件進行無縫、高精度地跟蹤識別與記錄非常重要。而舒勒全新的工藝監控系統都可以幫您實現。
舒勒通過軟件實現聯網的首個設備是其位于格平根總部熱沖壓技術中心的熱沖壓生產線。通過熱成像攝像機與視頻實時監控料片上料、傳輸、卸料情況，同時系統對工藝流程數據進行不間斷記錄（工藝流程監控）。在壓力機、模具、加熱爐和冷卻單元中都安裝有大量的傳感器以用于信息采集。這些功能強大的傳感器能夠以幾分之一秒每次的頻率探測到溫度、壓力、振動特性以及流速最微小的變化。
圖4：工藝監控系統能夠對輕量化零部件的熱成形工藝進行精準追蹤。
舒勒的工藝流程監控系統不僅能夠以每秒數兆的速度將輸傳感器所收集的大量數據進行整合，同行還能將這些數據在不同的界面上進行同步。為確保準確的、關鍵信息隨時可用，系統會借助算法對數據進行分析，并確保所占用的內存大小合理。而且，對于不同類型工藝數據的長期趨勢也能夠進行顯示。
快速識別誤差來源
通過這個解決方案，操作員可以跟蹤識別每個熱沖壓零部件的詳細生產情況，基于歷史數據，檢查料片是否加熱到足夠高的溫度、加壓時間是否充足，以及冷卻時間是否合適。同時，還能夠快速識別可能的誤差來源或生產中斷原因，如加熱爐內的燃燒器突然損壞或隨著時間的增加熱沖壓模具精度下降。
目前，制造商所面臨的來自多方的生產要求越來越高，尤其對于安全相關部件（如采用熱沖壓工藝的 B 柱），要求多年持續保證最佳的生產狀態。舒勒最新研發的這套解決方案 – 設備監控系統 (MMS)，能夠對任何狀況進行檢測，包括在操作員手動更改設備設置而未進行記錄的情況。同時，這也保證了在生產管理中不會丟失重要信息。
該軟件不僅可以運行在生產現場的設備控制系統中，也可以作為獨立的應用程序安裝在任何使用 Windows 系統的計算機上。用戶可以通過公司的安全網絡，在這些計算機上進行數據訪問。同時，舒勒還計劃不斷擴展系統，逐漸增加如預防性維護等更多的功能，來保證用戶的生產順利進行。
（所有照片均出自舒勒。）
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如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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