Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Inteligentní převodovky pro digitalizaci pohonů
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Inteligentní převodovky pro digitalizaci pohonů

Už v loňském roce v rámci veletrhu Hannover Messe 2019 představila společnost Wittenstein alpha jako první výrobce sériově dostupné inteligentní převodovky. Jsou vybaveny integrovaným senzorovým modulem s rozhraním IO-Link, a umožňují tak úplnou konektivitu pro Průmysl 4.0. Mají schopnost přímo v převodovce zachycovat, ukládat a přenášet veličiny, jako jsou teplota, vibrace, délka provozu nebo montážní poloha, a zpracovávat je v integrovaných logických funkcích. Z toho vyplývají zcela nové perspektivy, a to nejen pro sledování stavu stroje.


Výrobky a řešení pohonů společnosti Wittenstein jsou stále inteligentnější a doplněné o digitální služby. Na snímku: nová inteligentní planetová převodovka. (Zdroj: Wittenstein alpha)

Mechatronické pohony se senzorickou decentralizovanou inteligencí dokážou samostatně zaznamenávat informace, logicky je vyhodnotit, interně je uložit a umějí komunikovat prostřednictvím standardizovaných rozhraní a protokolů. Jsou hlavním předpokladem realizace průmyslového internetu (IIoT).

Společnost Wittenstein spojuje komplex těchto charakteristik inteligentní výbavy a funkcí s rozšířeným názvem převodovky „cynapse“ – a otvírá tím dosud čistě mechanickému komponentu „převodovka“ dveře do světa digitálních pohonů.

Konektivita IIoT integrovaná v souladu s průmyslovými standardy

Alpha Premium Line je první konstrukční řadou převodovek od společnosti Wittenstein s funkcí „cynapse“. Fyzicky ji tvoří kompaktní modul s teplotním senzorem, senzor zrychlení tří os, mikrokontrolér a rozhraní IO-Link. Modul je elegantně integrován v převodovce v souladu s průmyslovými standardy – to znamená žádnou vnější nasunutou část ani žádné riziko poškození v zabudovaném stavu. Tudíž ani navenek není patrný žádný rozdíl mezi převodovkami alpha Premium Line s „cynapse“ a bez „cynapse“, který by měl význam pro integraci ve stroji. Stávající konstrukční řešení mohou zůstat beze změny, protože konstrukční tvar, velikost a připojovací rozměry převodovek jsou stejné.

Transparentnost až k výstupu díky statickým a dynamickým hodnotám

Protože převodovky dosud nemohly komunikovat, mají nyní poprvé „co říci“. Inteligentní převodovky s „cynapse“ dokážou identifikovat ovlivňující veličiny z procesu i z prostředí, kde jsou používány, umějí je změřit, odeslat řídicí jednotce stroje a komunikovat s aplikacemi na platformách IIoT. Dynamické informace o výrobku, jako životnost a doba provozu, teplota, zrychlení, vibrace nebo montážní poloha, poskytují přehled o aktuálním provozním stavu a garantují průběžnou transparentnost v pohonné jednotce až k výstupu převodovky.

Díky tomu je možné včas identifikovat a odstranit případné údaje o problematickém stavu (například chybnou montážní polohu nebo nepřípustné teploty) dříve, než dojde k poškození převodovky či dalších komponentů stroje. Inteligentní převodovky dále ukládají a komunikují také statické informace o identifikaci výrobku, např. sériové číslo. To pomáhá v případě servisu, kdy po mnohaletém provozování již není zvenčí nainstalovaný typový štítek čitelný nebo již neexistuje. 


Modul je do převodovky integrován pomocí připojovací příruby. Díky tomu je možné beze změny zachovat stávající konstrukční řešení. (Zdroj: Wittenstein alpha)

Smart Services: decentralizovaná logika přejímá monitorovací funkce

Důležitou část inteligence „cynapse“ tvoří integrované logické funkce. Ty inteligentním převodovkám umožňují ve vlastní režii provádět inteligentní monitorovací úlohy a například počítat a interpretovat události nebo sledovat definované hraniční hodnoty. Jsou vibrace v rámci procesu ještě přípustné, nebo je překročení mezní hodnoty známkou problémů v pohonné jednotce či v dané aplikaci? Je možné tolerovat zahřívání nad rámec určité teploty, nebo musí být například v procesech zpracování potravin v každém případě eliminováno? Smí být šneková převodovka používána v aktuální montážní poloze, nebo je nalité množství oleje příliš malé, aby bylo zaručeno dostatečné mazání? Na tyto a podobné otázky dokážou inteligentní převodovky samostatně odpovědět tím, že interně vyhodnotí senzorické informace, oznámí výsledky a například zabrání spuštění nesprávně namontované převodovky nebo si vyžádají údržbu. Díky tomu je možné v rámci preventivního servisu s orientací na stav spolehlivě identifikovat možné příčiny poruch, jako jsou přehřátí, provoz při přetížení, poškození ložisek nebo chyba montáže. To zaručuje zlepšenou použitelnost pohonné jednotky, rozhodujícím způsobem přispívá k optimální disponibilitě a produktivitě stroje a spolehlivě zabraňuje možným následným škodám na pohonné jednotce nebo stroji. Údaje je rovněž možné využít k analýze cyklu životnosti převodovky – inteligentní převodovka je za tímto účelem ukládá pomocí dataloggeru v interní paměti událostí, a navíc sestavuje historii událostí, kterou je možné kdykoli znovu otevřít a vyhodnotit.

Redundance a věrohodnost při sledování kompletních servopohonů

Procesní údaje přicházejí u převodovek s „cynapse“ poprvé přímo z osy a jsou bezprostředně zaznamenávány samotnou převodovkou – a nikoli doplňující externí technologií senzorů nebo snímacím systémem v elektrickém pohonu. Technologie senzorů v převodovce otevírá v koordinaci s digitálními systémy zpětné vazby motoru zajímavé nové možnosti. V principu je například možné redundantní sledování a současné zaznamenávání údajů v motoru a v inteligentní převodovce. Pokud se například hodnoty teploty převodovky významně odlišují od teplot v motoru, může to být upozornění na přetížení motoru, které je případně možné vysvětlit nesprávným navržením. Pokud se během doby provozu změní vzájemně korelující data převodovky a motoru, ukazuje to podle okolností na změny s významem pro fungování v některé z obou komponent. Tato a jiná hodnocení hodnověrnosti mohou dále zlepšit transparentnost servopohonu, a tím i jeho použitelnost.


Inteligentní převodovky obsahují integrovaný senzorový modul s rozhraním IO-Link. Mají schopnost přímo v převodovce zachycovat, ukládat a vyvolávat veličiny, jako jsou teplota, vibrace, délka provozu nebo montážní poloha, a zpracovávat je v integrovaných logických funkcích. (Zdroj: Wittenstein alpha)

Digitalizací spektra výrobků k dominantnímu postavení v kybertronice

Standardní mechanické komponenty se stávají inteligentními – společnost Wittenstein důsledně sází na digitalizaci vlastního portfolia výrobků. To mimo jiné dokazuje pohonný systém Galaxie, opatřený senzory, řešení servopohonu iTAS s webovým serverem pro přepravní vozidla bez řidiče a inteligentní pohonný systém, který firma vyvinula a realizovala pro použití u vysokozátěžových pohonů. Nové převodovky od společnosti Wittenstein s funkcí „cynapse“ jsou dalším mezníkem na cestě k digitální budoucnosti pohonné techniky a ve strojírenství. Inteligentní vlastnosti budou mít i příští pohonná řešení firmy. Celé portfolio inteligentní pohonné techniky bude navíc pro připojení na internet a cloud doplněno o vhodné digitální služby. Sám podnik se tím promění z výrobce pohonů a mechatronického koncernu v „lídra v kybertronice“.

Zbyněk Dvořák

Wittenstein alpha

Další články

Průmysl 4.0
Převody/pohony/ložiska/spojky

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: