Con Condition Monitoring, el estado de la máquina siempre a la vista

Este circuito de protección contra sobrecargas electrónico es parte de un sistema para monitorear el voltaje de control de 24 V de las máquinas de moldeo por inyección.

Con sensores de medición especiales se descifran los parámetros del aceite de las máquinas hidráulicas y se garantiza su calidad.

Con el monitoreo de condición, los procesos complejos pueden ser analizados y evaluados de manera confiable en tiempo real directamente en la máquina.

Los sistemas de monitorización de condiciones para la supervisión permanente del estado de las máquinas que muestra Sumitomo (SHI) Demag Plastics Machinery GmbH, Schwaig, en Fakuma 2021. Reducen los costes de mantenimiento manteniendo la fiabilidad, ya que con su ayuda se puede determinar el grado real de desgaste o deterioro, de modo que los mantenimientos puedan planificarse específicamente al final de la vida útil de la máquina de inyección y, por tanto, con costes de mantenimiento óptimos. Gracias a la monitorización de condiciones, los procesos complejos pueden analizarse de forma fiable y evaluarse de manera significativa directamente en la máquina. Así, se logra la supervisión de parámetros críticos, que de otro modo solo podrían accederse con gran esfuerzo.

"Presentaremos en Fakuma 2021 tres opciones que pueden implementarse de forma transversal a diferentes series", informa el Dr. Thorsten Thümen, Director Senior de Tecnología de Sumitomo (SHI) Demag. "La primera opción ayuda a mantener las máquinas totalmente eléctricas permanentemente eficientes en energía y potentes. La segunda sirve para descifrar los parámetros del aceite en máquinas hidráulicas y garantizar su calidad. La tercera asegura, de manera transversal a diferentes series, que la tensión de control de las máquinas de inyección se supervise de forma fiable", explica.

"El enfoque del desarrollo de estos sistemas de monitorización de condiciones se centró en componentes cuya falla conlleva costes elevados y largos tiempos de inactividad". Pero Sumitomo (SHI) Demag no se limita a estas soluciones actuales, sino que ya está desarrollando nuevas: "Actualmente, nuestro foco está en la detección de desgaste en la espiral o en el cilindro de plastificación, así como en los tornillos de bolas de las máquinas de inyección totalmente eléctricas. El objetivo es una supervisión completa de componentes críticos o propensos a desgaste", afirma el Dr. Thümen.

Para que los costes de supervisión sean proporcionales a los beneficios, se han desarrollado soluciones innovadoras y a la vez sencillas, que permiten al operador de la planta una rápida y sencilla evaluación del estado de la máquina. Los visitantes de Fakuma podrán comprobarlo en el stand de exposición. Ofrecen una alternativa económica al método convencional de minimizar los tiempos de inactividad, en el que el mantenimiento se realiza de forma preventiva y los componentes de la máquina se cambian en intervalos fijos de rendimiento o tiempo. "Esta estrategia para aumentar la disponibilidad tiene un coste elevado, además de que no se aprovecha completamente la reserva de vida útil de los componentes", explica el Dr. Thümen, refiriéndose a las tres opciones disponibles.

Máquinas totalmente eléctricas permanentemente eficientes en energía y potentes

Así, para el puente de corriente continua que alimenta los ejes de accionamiento individuales o para la absorción de potencia generada en máquinas totalmente eléctricas, Sumitomo (SHI) Demag ha desarrollado un método que detecta cambios en la capacidad del suministro del inversor, por ejemplo, debido a envejecimiento de los condensadores electrolíticos o defectos eléctricos. En caso de pérdida de capacidad, la energía devuelta en el ciclo ya no puede almacenarse y se disipa a través de resistencias de frenado. Dependiendo del avance, inicialmente aumenta el consumo de energía de la máquina. A partir de cierto nivel, la resistencia de frenado se sobrecarga, por lo que la máquina ya no puede utilizarse para el ciclo programado.

"Las consecuencias son paradas no planificadas o pérdidas en el tiempo de ciclo, con desviaciones en el proceso", advierte el Dr. Thümen. "La monitorización de la capacidad del puente de corriente que hemos desarrollado registra continuamente la capacidad de almacenamiento de los condensadores y avisa a tiempo de cambios relevantes para la máquina. Así, las acciones de mantenimiento necesarias pueden planificarse con antelación. Esto garantiza la producción de piezas y permite realizar el servicio en un momento oportuno y económico."

Máquinas hidráulicas – descifrar los parámetros característicos del aceite

En las máquinas hidráulicas, el aceite utilizado constituye tanto la base para un funcionamiento sin fallos como el indicador de posibles fallos inminentes. Sumitomo (SHI) Demag ofrece sensores adicionales para monitorizar durante el funcionamiento de la máquina dos grupos relevantes de parámetros. Jan Taufer, responsable del proyecto de monitorización de condiciones y empleado en el centro de pruebas de Sumitomo (SHI) Demag, explica: "Por un lado, un monitor de partículas registra continuamente el número y tamaño de las partículas presentes en el fluido. La evaluación se realiza según el estándar de calidad ISO 4406, que se muestra en la máquina como valor actual y como tendencia".

Si se detecta una infracción de los límites de advertencia o alarma parametrizados, se emite un mensaje de error correspondiente. De este modo, el funcionamiento de la máquina puede detenerse para investigar la causa antes de que las partículas causen daños en los componentes hidráulicos (reacción en cadena del desgaste) y sea necesario realizar una limpieza completa del sistema, explica el experto y añade: "Una parada no planificada de varios días puede reducirse a un servicio dirigido".

Un segundo dispositivo de medición detecta las propiedades físicas del aceite, como el contenido de agua, la permitividad y la conductividad. "Con estos valores de medición, se puede determinar el envejecimiento del lubricante mediante algoritmos internos, de modo que se pueda reaccionar antes de que cambien las propiedades químicas de forma que ya no sea posible garantizar un funcionamiento sin fallos", explica Taufer. "También se pueden detectar en una fase temprana procesos acelerados de oxidación o desgaste, fallos en el enfriamiento o entrada de agua por condensación, y corregirlos con un esfuerzo aceptable".

En contraste con los análisis de aceite tradicionales, que se realizan solo en intervalos regulares con el máximo cuidado en la toma de muestras, el análisis estacionario de aceite hidráulico ofrece una medición continua y sin esfuerzo de todos los parámetros relevantes, sin riesgo de contaminación de la muestra, explica el responsable del proyecto. "El cliente se beneficia de menor esfuerzo de personal, documentación continua del estado y mayor calidad en el mantenimiento".

Confiabilidad en el suministro de energía y rápida detección de fallos en diferentes series

También de forma transversal a diferentes series, Sumitomo (SHI) Demag ofrece en la tercera opción un sistema para monitorizar la tensión de control de 24 V de las máquinas de inyección. Este sistema se realiza mediante una fuente de alimentación y fusibles inteligentes que comunican continuamente con el control de la máquina. Gracias a su uso, se puede supervisar en tiempo real la corriente nominal y efectiva durante el ciclo. "De este modo, se pueden detectar picos potencialmente críticos o cargas elevadas en general, y tomar medidas preventivas a tiempo", explica Taufer sobre su funcionamiento.

En caso de fallo, por ejemplo, debido a un cortocircuito repentino, este estado es detectado por el control y se emite una alarma. Taufer explica: "Esto acelera notablemente la búsqueda de fallos, ya que se indica sin rodeos el circuito con fallo. Tras un fallo, la disponibilidad puede recuperarse mucho más rápidamente, con información simultánea sobre la causa del error". Los sistemas tradicionales protegerían la instalación contra sobrecorriente o cortocircuito, pero en caso de fallo, interrumpirían el suministro y la máquina se detendría de forma abrupta.