« Au salon Fakuma 2021, l'entreprise présentera trois options de diagnostic en temps réel pouvant être mises en œuvre sur l'ensemble de nos gammes de machines », indique le Dr Thorsten Thümen, directeur principal de la technologie chez Sumitomo (SHI) Demag. « La première option permet de maintenir en permanence l'efficacité énergétique et la puissance de nos machines tout-électriques. L'option hydraulique sert à analyser les paramètres de l'huile et à préserver la qualité des composants. La troisième assure une surveillance fiable de la tension de commande sur l'ensemble de la gamme de presses à injection », explique-t-il.
Au départ, le développement de ces systèmes de surveillance de l’état des machines visait principalement les composants dont les défaillances entraînent les coûts les plus élevés et les temps d’arrêt les plus longs. Cependant, de nouveaux développements de la gamme de solutions sont déjà en cours. « Actuellement, nos efforts se concentrent sur la détection de l’abrasion et de l’usure de la vis, du cylindre de plastification et des vis à billes sur les presses à injection tout-électriques. Notre objectif ultime est la surveillance complète de tous les composants critiques sujets à l’usure », déclare le Dr Thümen.
Afin que les coûts de surveillance restent proportionnels aux avantages concrets, des solutions innovantes et tout aussi simples ont été délibérément conçues pour permettre aux opérateurs d’usine de documenter plus rapidement et plus facilement l’état des machines. Les visiteurs du salon Fakuma pourront constater par eux-mêmes cette simplicité sur le stand 1105 de l’entreprise, dans le hall B1.
Des machines tout-électriques, à la fois puissantes et économes en énergie
Pour le circuit intermédiaire à tension continue alimentant les différents axes d’entraînement et pour l’absorption de la puissance du générateur dans les machines IntElect tout-électriques de Sumitomo (SHI) Demag, l’entreprise a développé un procédé qui détecte les variations de capacité dans l’alimentation du convertisseur. Ces variations peuvent résulter, par exemple, du vieillissement des condensateurs électrolytiques ou de défauts électriques.
En cas de perte de capacité, l’énergie réinjectée dans le cycle ne peut plus être stockée et est dissipée via des résistances de freinage. Selon l’évolution de la situation, la consommation d’énergie de la machine peut dans un premier temps augmenter. À un certain stade, la résistance de freinage est surchargée, de sorte que la machine ne peut plus être utilisée pour le cycle défini.
« Cela entraîne des temps d’arrêt imprévus ou des pertes de temps de cycle, avec les écarts de processus qui en découlent », prévient le Dr Thümen. Le système de surveillance de l’état de la capacité du circuit intermédiaire développé par Sumitomo (SHI) Demag enregistre en continu la capacité de stockage des condensateurs et signale en temps réel tout changement pertinent pour la machine. Les mesures de maintenance nécessaires peuvent ainsi être planifiées à l’avance. « Cela garantit que la production de pièces et l’intervention du service après-vente peuvent être mises en œuvre au moment le plus opportun. »
Machines hydrauliques – décryptage des paramètres caractéristiques de l’huile
Dans les machines hydrauliques, l’utilisation de l’huile est à la fois la base d’un fonctionnement sans faille, mais peut également être un indicateur de dommages imminents. Sumitomo (SHI) Demag propose des capteurs de mesure supplémentaires pour surveiller deux groupes de paramètres pertinents de l’huile pendant le fonctionnement de la machine.
Jan Taufer, chef de projet en surveillance de l’état des machines et collaborateur du 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. Cette évaluation respecte la norme de qualité ISO 4406 et s’affiche sous forme de valeur réelle ou de tendance sur la machine. »
En cas de dépassement des seuils d’alerte ou d’alarme paramétrés, un message d’erreur correspondant est généré. Cela permet d’arrêter la machine afin que les opérateurs puissent rechercher les causes avant que les particules n’endommagent les composants hydrauliques (réaction en chaîne d’usure) et les incite à procéder à une purge complète du système, explique l’expert. Taufer ajoute : « Un arrêt imprévu de la machine pouvant durer plusieurs jours peut ainsi être évité et réduit à une simple intervention de maintenance ciblée. »
Un deuxième dispositif de mesure détecte les propriétés physiques de l’huile, telles que la teneur en eau, la permittivité et la conductivité. « À partir de ces valeurs mesurées, l’âge du lubrifiant peut être déterminé à l’aide d’algorithmes internes, ce qui permet d’intervenir avant que les propriétés chimiques ne changent au point de ne plus garantir un fonctionnement sans défaillance », explique M. Taufer. « De cette manière, les processus accélérés d’oxydation ou d’usure, les pannes de refroidisseur ou les infiltrations d’eau dues à la condensation peuvent également être détectés et corrigés à un stade précoce, avec un minimum d’efforts. »
Contrairement à l’analyse d’huile classique, qui ne serait effectuée qu’à intervalles réguliers avec le plus grand soin lors du prélèvement d’échantillons, l’analyse hydraulique stationnaire de l’huile fournit une lecture en continu de tous les paramètres pertinents sans risque de contamination de l’échantillon, ce qui permet au chef de projet de rester informé. Le client bénéficie ainsi de coûts de main-d’œuvre réduits, d’une documentation complète et entièrement traçable sur la surveillance de l’état des équipements, ainsi que d’une meilleure qualité de maintenance.
Alimentation électrique fiable et dépannage rapide sur l’ensemble de la gamme
Dans la troisième option, Sumitomo (SHI) Demag propose un système de surveillance de la tension de commande 24 V des presses à injection sur l’ensemble de la gamme. Grâce à un bloc d’alimentation et à des disjoncteurs intelligents qui communiquent en permanence avec la commande de la machine, cette application permet de surveiller en temps réel le courant de cycle réel et effectif. « Par conséquent, les pics potentiellement critiques ou les taux d’utilisation généralement élevés peuvent être identifiés et des mesures correctives peuvent être prises dès les premiers signes », explique M. Taufer.
Si une erreur survient, par exemple en raison d’un court-circuit soudain, celle-ci est détectée par le contrôleur et déclenche une alarme. Cela accélère considérablement le dépannage, car le circuit défectueux à l’origine du problème est identifié sans détours. Après une erreur, la disponibilité peut être rétablie beaucoup plus rapidement, tout en fournissant des informations sur la cause de l’erreur. « En cas de défaut, les systèmes conventionnels peuvent protéger le système contre les surintensités ou les courts-circuits. Cependant, l’alimentation serait interrompue et la machine pourrait tomber brusquement en panne », conclut M. Taufer.