Surveillance de l'état de la machine à tout moment avec la surveillance de condition

Ce circuit de protection contre la surcharge électronique fait partie d'un système de surveillance de la tension de commande de 24 V des machines d'injection.

Avec des capteurs de mesure spéciaux, les paramètres de l'huile des machines hydrauliques sont décodés et leur qualité est assurée.

Avec la surveillance de l'état, des processus complexes peuvent être analysés et évalués de manière fiable en temps réel directement sur la machine.

Les systèmes de surveillance de l'état pour une surveillance permanente de l'état des machines présentés par Sumitomo (SHI) Demag Plastics Machinery GmbH, à Schwaig, lors de Fakuma 2021. Ils réduisent les coûts de maintenance tout en maintenant la fiabilité, car ils permettent de déterminer le degré réel d'usure ou d'usure, afin que les maintenances puissent être planifiées précisément à la fin de la durée de vie de la machine d'injection et ainsi optimiser les coûts de maintenance. Grâce à la surveillance de l'état, des processus complexes peuvent être analysés de manière fiable directement sur la machine et évalués de manière significative. La surveillance des paramètres critiques, qui autrement ne seraient accessibles qu'avec beaucoup d'efforts, est ainsi assurée.

« Nous présentons lors de Fakuma 2021 trois options qui peuvent être implémentées de manière intersérie », explique le Dr. Thorsten Thümen, Senior Director Technology de Sumitomo (SHI) Demag. « La première aide à maintenir les machines entièrement électriques en permanence économes en énergie et performantes. La deuxième vise à déchiffrer les paramètres de l'huile des machines hydrauliques et à garantir leur qualité. La troisième assure une surveillance fiable de la tension de commande des machines d'injection, toutes séries confondues », précise-t-il.

« L'objectif du développement de ces systèmes de surveillance de l'état était de se concentrer sur des composants dont la défaillance entraîne des coûts élevés et de longues périodes d'arrêt », explique-t-il. « Mais Sumitomo (SHI) Demag ne se limite pas à ces solutions actuelles, mais continue à développer : » La priorité actuelle de nos efforts porte sur la détection de l'usure de la vis ou du cylindre de plastification, ainsi que des vis à billes des machines d'injection entièrement électriques. L'objectif est une surveillance complète des composants critiques ou sujets à l'usure », ajoute le Dr. Thümen.

Pour que les coûts de surveillance soient proportionnels aux bénéfices, des solutions innovantes et simples à mettre en œuvre ont été développées, permettant à l'opérateur de détecter rapidement et facilement l'état de la machine. Les visiteurs de Fakuma peuvent en voir une démonstration sur le stand. Elles offrent une alternative économique à la méthode traditionnelle de réduction des temps d'arrêt, où la maintenance est effectuée de manière préventive et des composants de la machine sont remplacés à intervalles fixes en termes de performance ou de temps. « Cette stratégie pour augmenter la disponibilité a un coût élevé, d'autant plus que la réserve de durée de vie des pièces n'est pas pleinement exploitée », explique le Dr. Thümen, en évoquant plutôt les trois options disponibles.

Machines entièrement électriques – maintenir une efficacité énergétique et une performance optimales en permanence

Une méthode a été développée pour le circuit d'alimentation en courant continu intermédiaire, qui alimente les axes de commande individuels ou reçoit des performances génératrices lors de machines entièrement électriques de Sumitomo (SHI) Demag. Elle détecte les variations de capacité dans l'alimentation de l'onduleur, par exemple dues à l'usure des condensateurs électrolytiques ou à des défauts électriques. En cas de perte de capacité, l'énergie stockée lors du cycle ne peut plus être sauvegardée et est dissipée via des résistances de freinage. Selon l'avancement, la consommation d'énergie de la machine augmente d'abord. À un certain stade, la résistance de freinage est surchargée, ce qui empêche l'utilisation de la machine pour le cycle programmé.

« Le résultat est des arrêts imprévus ou des pertes de temps de cycle avec des déviations de processus correspondantes », avertit le Dr. Thümen. « La surveillance de l'état de la capacité du circuit intermédiaire que nous avons développée enregistre en continu la capacité de stockage des condensateurs et signale à temps toute variation pertinente pour la machine. Les mesures de maintenance nécessaires peuvent ainsi être planifiées à l'avance. Cela garantit la production de pièces et permet d'intervenir au moment opportun pour le service. »

Machines hydrauliques – déchiffrer les paramètres caractéristiques de l'huile

Dans le cas des machines hydrauliques, l'huile utilisée constitue à la fois la base pour un fonctionnement sans panne et l'indicateur de détection de défaillances potentielles. Sumitomo (SHI) Demag propose ici des capteurs supplémentaires pour surveiller deux groupes de paramètres lors du fonctionnement de la machine. Jan Taufer, chef de projet en surveillance de l'état et collaborateur au centre d'essais de Sumitomo (SHI) Demag, explique : « D'une part, un moniteur de particules enregistre en continu le nombre et la taille des particules contenues dans le fluide. L'évaluation se fait selon la norme ISO 4406, qui affiche la valeur actuelle et la tendance de la machine. »

En cas de dépassement des seuils d'alerte ou de danger paramétrés, un message d'erreur est généré. De cette manière, le fonctionnement de la machine peut être arrêté pour rechercher la cause avant que des particules n'endommagent les composants hydrauliques (réaction en chaîne de l'usure) et qu'un nettoyage complet du système ne soit nécessaire, explique l'expert, en ajoutant : « Un arrêt imprévu de plusieurs jours peut ainsi être réduit à une intervention de service ciblée. »

Un second dispositif de mesure enregistre les propriétés physiques de l'huile, telles que la teneur en eau, la permittivité et la conductivité. « Sur la base de ces valeurs, l'usure du lubrifiant peut être déterminée à l'aide d'algorithmes internes, permettant d'agir avant que ses propriétés chimiques ne changent au point de compromettre le fonctionnement sans panne », explique Taufer. « Les processus accélérés d'oxydation ou d'usure, la défaillance du refroidisseur ou l'entrée d'eau par condensation peuvent ainsi être détectés à un stade précoce et corrigés avec un effort acceptable. »

Contrairement aux analyses d'huile classiques, qui sont effectuées à intervalles réguliers avec le plus grand soin lors de l'échantillonnage, l'analyse hydraulique stationnaire offre une mesure continue et sans effort de tous les paramètres pertinents, sans risque de contamination des échantillons, indique le chef de projet. « Le client bénéficie ainsi d'une réduction du personnel nécessaire, d'une documentation de l'état sans faille et d'une meilleure qualité de maintenance. »

Alimentation fiable interséries et détection rapide des défauts

De plus, toujours interséries, Sumitomo (SHI) Demag propose avec la troisième option un système de surveillance de la tension de commande 24 V des machines d'injection. Celui-ci est réalisé à l'aide d'une alimentation électrique et d'automates de sécurité intelligents, qui communiquent en permanence avec le contrôleur de la machine. Grâce à leur utilisation, le courant réel et effectif pendant le cycle peut être surveillé en temps réel. « Cela permet de détecter d'éventuelles pics critiques ou une charge élevée en général, et d'initier des mesures correctives rapidement », explique Taufer.

En cas de défaillance, par exemple à cause d'un court-circuit soudain, cet état est détecté par le contrôle et signalé par une alarme. Taufer précise : « Cela accélère considérablement la recherche de la panne, car il indique directement le circuit électrique défectueux. Après une défaillance, la disponibilité peut ainsi être rétablie beaucoup plus rapidement, tout en informant de la cause du problème. » Les systèmes classiques protègent certes la machine contre la surcharge ou le court-circuit, mais en cas de défaillance, l'alimentation est interrompue et la machine s'arrête brutalement.