배경
나사 제조 분야의 이 글로벌 리더는 어드밴텍과 협력하여 나사 성형 기계를 위한 예측 유지보수 시스템을 만들었습니다. 연간 66억 개의 너트를 생산할 수 있는 이 회사는 자동화 제조 장비에 크게 의존하고 있기 때문에 장비 고장 시 상당한 손실 위험이 높습니다. 이전에는 숙련된 기술자가 오로지 장비의 소리를 듣고 기계에서 이상한 소리가 나면 문제의 원인을 식별해야 했습니다. 그러나 이러한 주관적인 문제 해결 방법은 특히 공장의 소음 수준, 다른 작업자에게 경험을 전달하는 데 어려움, 다른 기계가 내는 고유한 소리를 고려할 때 상대적으로 제한적입니다. 이 문제를 해결하기 위해 회사는 예측 유지 보수에 투자했습니다. 처음에 그들은 주요 해외 자동화 공급업체로부터 솔루션 구매를 고려했으나 높은 비용 때문에 회사는 현지 시스템 통합업체를 찾았습니다.
시스템 요구 사항
이 작업에 적합한 현지 제조업체를 찾는 것이 어려웠습니다. 나사 성형 기계로 작업하려면 상당한 전문 지식이 필요하기 때문입니다. 대부분의 장비 공급업체와 시스템 통합업체는 관련 경험이 부족하여 연구 개발에 시간과 노력을 투자해야 합니다. 시스템 구현 후에도 보정에 상당한 노력이 필요하고 시스템 성능이 충분하지 않을 수 있습니다. 결국, 전문 시스템 통합업체가 어드밴텍 제품으로 시스템을 구현하기로 계약했습니다. 이 분야에서 어드밴텍의 광범위한 경험을 활용하여 나사 제조업체는 예측 유지보수 시스템을 성공적으로 완료했습니다.
최적의 시스템을 만들기 위해서는 스크류 성형에 대한 충분한 기술적 전문성이 필수적입니다. 이 과정에서 금속 와이어를 절단한 다음 냉간 단조 프레스를 3회 통과한 후 나사를 형성합니다. 그 후 러프 컷은 완성되기 전에 선삭, 나사 압연, 열처리 및 전기 도금을 포함한 여러 작업을 거쳐야 합니다. 이 절차에서 가장 중요한 단계는 냉간 단조입니다. 이 공정에서는 스크류 다이에 영향을 미치기 위하여 최대 수십 톤의 압력이 필요하기 때문에 다이의 수명을 예측하기 어렵습니다. 너무 일찍 교체하면 비용이 너무 많이 들고 교체가 지연되면 기계가 손상되고 생산이 지연될 수 있습니다. 따라서 다이의 유효 수명을 정확하게 추정하는 것이 중요합니다.
시스템 설명
어드밴텍은 PCE-2129 마더보드, PCIE-1810 아날로그 다기능 카드(500-KS/s, 12비트, 16채널) 및 맞춤형 PCLD-8712SSO 신호 조절 터미널 블록이 있는 IPC-240 섀시 사용을 제안했습니다. 전체 시스템의 작동은 다음과 같습니다. 적시 교체를 보장하기 위해 금형의 열화 정도를 결정하기 위해 스탬핑 파형을 모니터링하기 위해 압전 센서가 성형 기계에 설치됩니다.
회사가 예측 유지보수 시스템을 구현하여 개선하고자 했던 핵심 성과 지표는 가용성 비율이었습니다. 시스템 설치 후 회사에서 사용하는 스크류 성형기가 이제 각 다이의 상태를 정확하게 감지할 수 있게 되었고 장비 고장 가능성이 크게 감소했습니다.
왜 어드밴텍인가?
나사 성형 기계는 수직 시장에 대한 전문 지식을 기반으로 구축되어야 하는 산업용 IoT(IIoT) 애플리케이션의 전형적인 예입니다. 나사 성형기의 경우 다이에 가해지는 스탬핑 압력이 매우 높고 나사가 매우 빠른 속도로 대량으로 생산되기 때문에 다이의 상태를 정확하게 감지하는 것은 본질적으로 어려우며, 따라서 최적의 구현 방법을 도출하기 위해서는 적절한 업계 경험이 필수적입니다. 어드밴텍은 단조 금형에 센서를 장착하고, 진동 파형을 지속적으로 분석하여 금형의 상태를 파악함으로써 설계, 테스트, 구현 및 교정을 포함한 전체 시스템이 6개월 이내에 완료되었습니다. 미래의 스마트 공장에서는 IIoT가 제조 시스템의 주요 프레임워크가 될 것입니다. 그러나 제조에는 다양한 유형이 있으며, 각각 다른 제품 세트와 매우 다른 자동화 장비를 포함합니다. 따라서, IIoT 시스템의 개발은 합리적인 시간 내에 시스템을 구축하기 위해 시스템 통합업체와 장비 공급업체의 전문지식에 의존합니다.
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