Monitoraggio smart delle catene di trasmissione

Sviluppato internamente e brevettato da iwis, il sistema di monitoraggio CCM-S (Chain Condition Monitoring – Smart) misura ininterrottamente l’allungamento delle catene durante il funzionamento e fornisce ai responsabili della manutenzione un avviso tempestivo qualora sia necessaria la sostituzione di una catena: una soluzione di Manutenzione 4.0 che evita i tempi morti.

di Florian Wimmer

La manutenzione predittiva è un aspetto fondamentale dell’Industria 4.0 in quanto permette di ottenere il massimo da macchine e sistemi.
Un nuovo sistema intelligente del costruttore di catene iwis antriebssysteme evita i tempi morti durante il processo di produzione dovuti a interventi di manutenzione e riparazione non programmati: controlla ininterrottamente l’allungamento della catena e invia un avviso tempestivo in modo da consentire un intervento adeguato.
Se le catene si allungano e si usurano per l’effetto di temperatura e carico oppure se catene accoppiate in parallelo presentano lunghezze diverse, perfino una deviazione dell’1% dal passo nominale può generare problemi in macchine e impianti. Per fare solo un esempio, nella produzione del cioccolato che richiede catene con requisiti particolarmente strigenti, una deviazione di questa entità potrebbe provocare un cambiamento della posizione degli stampi del cioccolato.
Nelle linee di produzione di barrette di cioccolato, cioccolatini o biscotti, le catene di trasmissione devono sempre avere tolleranze di lunghezza e tolleranze tra coppie di catene estremamente ristrette. Le catene per il trasporto degli stampi si muovono continuamente in parallelo e la precisione nel posizionamento è un requisito imprescindibile. I sistemi e i componenti delle macchine devono essere perciò monitorati e controllati regolarmente. Tuttavia, quando il sistema indica la necessità di un intervento di manutenzione o regolazione, spesso è già troppo tardi.
La manutenzione preventiva consente agli ingegneri meccanici di reagire in modo più flessibile con ovvii benefici di carattere economico.

Monitoraggio costante e attivo del sistema

Entra qui in gioco la soluzione intelligente di iwis. Con il sistema di monitoraggio dell’allungamento della catena CCM-S (Chain Condition Monitoring – Smart), è possibile controllare ininterrottamente l’allungamento delle catene tramite sensori, senza mettere a rischio la produzione a causa di interruzioni. Il sistema brevettato misura l’allungamento delle catene durante il funzionamento e consente di effettuare misurazioni tempestive offrendo ai manutentori informazioni in merito alla necessità di adottare determinate misure o di effettuare il ritensionamento o la sostituzione delle catene. L’analisi intelligente dei dati del sistema consente ai manutentori di programmare in anticipo le attività di servizio.

Impiego ottimizzato delle macchine grazie alla riduzione del tempi morti

Secondo Florian Wimmer, Value Engineer presso iwis, la misurazione continua dell’allungamento delle catene offre tutta una serie di vantaggi ai clienti. Tra questi vi sono la riduzione dei tempi morti e delle interruzioni della produzione, che possono mettere a repentaglio la capacità di rispettare le date di consegna concordate con i clienti.
La programmazione degli interventi di manutenzione con il sistema iwis consente al personale addetto di reagire per tempo. Inoltre è inoltre possibile ridurre il tempo richiesto dalla manutenzione stessa perché il sistema CCM-S indica al tecnico quale catena di trasmissione deve essere sostituita prima ancora che il sistema venga aperto.
Il sistema CCM-S misura l’allungamento della catena senza punti di contatto e non interviene attivamente nella trasmissione della catena. Il modulo può essere installato facilmente in numerose applicazioni delle catene.

Un modulo plug & play estremamente facile da installare

Il modulo CCM-S è di tipo plug & play. È molto semplice da installare: non è necessario preconfigurare alcun valore, né effettuare regolazioni o aggiustamenti nell’applicazione. Il modulo viene semplicemente installato nella trasmissione della macchina ed è pronto all’uso non appena viene collegato il cavo. Se viene installato in una trasmissione a catena esistente, è possibile valutare immediatamente i dati relativi all’usura, utilizzando il software iwis o IO-Link.

Senza contatto o intervento diretto sulla trasmissione

Quando il sistema di monitoraggio è in funzione, svolge il proprio lavoro in modo discreto in background. Le misurazioni avvengono senza contatto, quindi il sistema non interviene attivamente sulla trasmissione a catena.
Inoltre il sistema è in grado di effettuare misurazioni indipendentemente dalla velocità. Registra sempre due letture simultanee in corrispondenza di due diverse posizioni di sensori.
Con riferimento alla figura di cui sopra, dove:

d = distanza definita tra i sensori A e B
n = numero di passi della catena tra i sensori A e B
p = passo
v = deviazione derivante dall’allungamento della catena

si può notare che l’allungamento misurato della catena è pari alla differenza tra la distanza definita tra i sensori (d) e la dimensione nominale della catena (n*p). Il sistema CCM-S restituisce il rapporto tra la lunghezza misurata della catena e la lunghezza nominale di una nuova catena. Il valore rappresenta l’allungamento della catena in percentuale.
Per il sistema CCM-S, iwis ha sviluppato una tecnologia di monitoraggio che si avvale del principio fisico dell’induzione: i rulli delle catene passano accanto ai magneti del sensore e possono essere quindi identificati come unità metalliche.

Retrofitting senza problemi in numerose applicazioni

L’obiettivo degli sviluppatori è quello di rendere questa soluzione intelligente idonea al più ampio ventaglio di applicazioni possibile.
Il sistema CCM-S è stato progettato per il monitoraggio di catene di diverse dimensioni. Poiché il rileva solo un tratto della catena, può anche monitorare catene doppie e triple.
Inoltre, grazie alla funzione SLE (Segment Link Elongation), il sistema non registra solo l’allungamento dell’intera catena nel sistema, ma è in grado di suddividere la catena in singoli segmenti.
Questi vengono quindi misurati individualmente e vengono effettuate valutazioni delle variazioni dall’allungamento medio della catena.
A tale scopo, i magneti devono essere applicati su entrambi i lati delle piastre esterne del tratto della catena per poter stabilire un punto di inizio/fine. Ciò consente al sistema di generare un grafico a barre che indica l’allungamento dei singoli segmenti della catena.

Note sull’autore: Florian Wimmer è un ingegnere del valore presso iwis.