Monitoraggio dei dati dei sensori e delle condizioni della pompa nelle applicazioni di controllo numerico computerizzato

Le pompe vengono utilizzate in varie applicazioni industriali, tra cui la produzione e la lavorazione a controllo numerico computerizzato (CNC).

Le macchine CNC svolgono un ruolo essenziale nella produzione di componenti per prodotti di uso quotidiano. A differenza della produzione additiva (stampa 3D), gli utensili CNC per stampaggio o formatura, come trapani e frese, vengono utilizzati per rimuovere o levigare materiale da pezzi di acciaio, alluminio, carburi, ottone, rame e persino plastica per formare forme per un scopo specifico. Il materiale viene rimosso con punte, o utensili da tornio, rotanti ad alta velocità, che creano fori, generano vuoti e/o asportano strati superficiali fino a tolleranze strette. Questi utensili da taglio sono montati su una varietà di mandrini e azionati da servomotori di precisione che controllano la posizione e il movimento degli utensili o dei pezzi sotto la supervisione di un computer.

Oltre alla foratura e al taglio, le macchine CNC sono progettate per numerosi altri scopi, tra cui rettifica, fresatura e fresatura.

Le pompe svolgono un ruolo chiave nel funzionamento e nel funzionamento delle macchine CNC.

Ad esempio, molte macchine CNC includono un apparato per applicare il refrigerante all'utensile e al pezzo in lavorazione, al fine di facilitare un taglio pulito e di alta qualità. Il refrigerante è spesso una miscela di acqua e lubrificante e serve a diversi scopi, come ridurre l'espansione termica del materiale, ridurre l'usura degli utensili, prevenire la rapida ossidazione in alcuni materiali e, soprattutto, eliminare o evacuare i trucioli di materiale prodotti. nel processo di taglio. L'accumulo di trucioli sulla superficie dell'utensile o all'interno delle cavità di taglio di un pezzo può causare difetti nel taglio e accelerare l'usura degli utensili. Il refrigerante viene pompato da un serbatoio e spruzzato sull'utensile da uno o più ugelli diretti alla punta dell'utensile. Questo refrigerante rifluisce quindi nel serbatoio, o coppa, generalmente dopo il filtraggio. La pompa utilizzata nel sistema di raffreddamento fornisce flusso e pressione accurati del refrigerante, rendendola essenziale per il corretto funzionamento delle macchine CNC.

Nelle operazioni automatizzate delle macchine CNC, le pompe svolgono un ruolo chiave anche nel sistema idraulico, l'architettura utilizzata per regolare la movimentazione di più utensili fissati nel mandrino del mandrino. Questo sistema idraulico è responsabile del controllo degli utensili da taglio di vari pesi e dimensioni, dell'installazione di precisione e della sostituzione degli utensili da taglio nel mandrino del mandrino, che richiede un elevato grado di automazione con fluidi idraulici che operano sotto una pressione compresa tra 522 e 580 libbre per pollice quadrato (psi).

Vari parametri operativi misurabili delle risorse delle macchine CNC possono aiutare a fornire visibilità sulle prestazioni del funzionamento complessivo della macchina. L'esame di questi dati operativi della macchina al fine di determinare la necessità di manutenzione rientra nella pratica più ampia del monitoraggio basato sulle condizioni (CbM). Le misurazioni della pressione, del flusso o della velocità del refrigerante e persino delle vibrazioni sono tutti tipi di dati essenziali dei sensori necessari per il monitoraggio delle condizioni. Questi dati alimentano algoritmi incorporati al fine di rilevare e segnalare anomalie e tendenze emergenti, fornendo informazioni utili agli operatori e ai decisori all’interno dell’organizzazione.

Per il monitoraggio delle condizioni della pompa, i segnali di misurazione chiave necessari sono vibrazione, pressione, portata e temperatura. Le vibrazioni, nello specifico, hanno la massima importanza data la loro sensibilità a diverse modalità di guasto della pompa. I segnali di vibrazione vengono generalmente estratti e analizzati a un'elevata velocità di campionamento, richiedendo tecniche di elaborazione del segnale per valutare la forma d'onda della pompa nel dominio della frequenza. Gli indicatori di condizione basati sulle vibrazioni vengono calcolati e consistono in parametri che considerano l'entità della vibrazione complessiva e l'entità del dominio della frequenza alle frequenze caratteristiche di passaggio di cuscinetti, alberi e palette. I segnali di pressione, flusso e temperatura hanno solitamente una frequenza di campionamento inferiore. Altri indicatori di condizione comuni da considerare sono le caratteristiche statistiche o i parametri derivati ​​dalla curva delle prestazioni della pompa. Considerando che le pompe hanno molte modalità di guasto diverse, è vantaggioso combinare più indicatori di condizione in un indice di salute per monitorare la pompa e confrontare i suoi segnali misurati con una condizione di base di riferimento. Con questo indicatore dello stato della pompa, è possibile individuare tempestivamente i problemi emergenti, nonché informazioni che rivelano quale variabile del sensore contribuisce maggiormente alla condizione non sana.